금형에 사용되는 금속 재료

수지의 사출 성형에 사용되는 금형은 이름에서 알 수 있듯이 금속으로 만들어져 있습니다. 이번에는 금형에 사용되는 금속의 종류나 사용하는 수지의 재료에 적합한 금속 선정에 대해 소개하겠습니다.

금형의 재료에는 프리하든강이나 서스가 많이 사용된다

사출 성형에서는 압력을 가하며 수지가 금형으로 흘러 들어갑니다. 따라서 금형에는 수지의 압력이나 흘러 들어가는 속도에 견딜 수 있는 강도가 요구됩니다. 또한, 수지 제품을 제조하기 위해 몇 번이나 금형을 개폐하기 때문에 금형의 맞춤면에는 강한 힘이 반복적으로 가해집니다. 또한, 이에 따라 E 핀이나 슬라이드 등의 접동도 있습니다. 따라서 금형에는 내구성도 요구됩니다. 그리고 금형에는 온도가 쉽게 전달되는 성질이나 절삭 등의 가공의 편리함 등도 요구됩니다. 이러한 조건을 고려하여 금형 재료에는 프리하든강(SKD11, SKD61)이나 As Rolled강(SC, SCM), 서스라 불리는 스테인리스강(SUS420)이 많이 사용됩니다. 최근에는 시제작품용 간이형에는 3D 프린터 등으로 제작한 수지 모형을 사용하는 경우도 있습니다. 하지만 사출 성형에「금형」이 폭넓게 사용되는 이유는 상기와 같은 조건을 모두 만족하기 위해서는 역시 금속을 이용하는 것이 편리하기 때문입니다.

수지 재료에 맞게 금형 재료가 바뀐다

사출 성형이 실시되는 수지에는 다양한 종류가 있습니다. 수지의 종류에 따라 유동성이나 경화했을 때의 강도가 다릅니다. 따라서 금형 재료를 수지의 종류에 맞게 바꾸는 경우가 있습니다. 가전 제품이나 전기 제품의 외장에 많이 사용되는 ABS나 PP(폴리프로필렌)와 같은 수지는 비교적 유연성이 있습니다. 따라서 ABS나 PP의 금형에는 금형용 재료 중에서는 경도가 낮아 절삭 가공하기 쉬운 As Rolled강의 사용이 권장됩니다. 수지제 기어나 접동 부품에 많이 사용되는 POM이라는 수지는 유연성이 있어 잘 미끄러진다는 특징이 있습니다. 그러나 금형을 쉽게 마모시키는 성질을 갖고 있습니다. 따라서 POM의 금형에는 As Rolled강보다 내마모성이 높은 프리하든강이 권장됩니다. 수지 렌즈나 DVD 디스크에 사용되는 PC(폴리카보네이트)는 투명성이 높은 수지입니다. 그러나 이러한 제품을 만들려면 금형의 표면을 거울처럼 연마해야 합니다. 따라서 PC의 금형에는 잘 연마되어 매끄러운 표면을 얻을 수 있는 SUS가 사용됩니다. 수지의 종류와 금형 재료의 조합은 반드시 권장하는 것을 사용할 필요는 없습니다. 왜냐하면 금형의 내구성 등의 성능은 만들려는 수지 제품의 형상에 따라서도 크게 바뀌고, 요구되는 디자인성이나 정밀도에 따라서도 적합한 금형 재료와 적합하지 않은 금형 재료가 있기 때문입니다. 여기서 언급한 조합은 어디까지나 대표적인 예로 생각해 주십시오.

각 사의 독자적인 브랜드

금속 재료는 일반적으로 금속 재료를 판매하는 회사 각 사의 브랜드명이 있습니다. 예를 들어, 같은 식빵이라도 제조업체에 따라 다양한 이름이 붙는 것과 같습니다. 같은 재료라도 원형 막대기나 각재 등의 제품도 존재하기 때문에 재료 제조업체에서는 「금형 재료」로서의 이름으로 취급합니다.

정리

수지 가공의 주된 방법인 사출 성형에서는 금속으로 만든 금형을 빼놓을 수 없습니다. 금형 재료에는 주로 프리하든강이나 As Rolled강, 스테인리스강 등이 사용됩니다.