금형은 문자 그대로 금속으로 만들어진 형태입니다. 금속 가공에서는 주조나 단조, 프레스나 판금 등에 금형이 사용됩니다. 수지 가공에서는 사출 성형의 금형이나 고무 성형의 금형에도 사용되고 있습니다. 그러나 금형의 용도는 매우 넓고, 펠트나 FRP의 성형 외에, 펄프 몰드 등 다양한 장소에서 사용되고 있습니다. 이번에는 금속 가공이나 수지의 사출 성형 이외의 금형의 용도를 소개합니다.
목차
성형 펠트 금형
자동차 바닥이나 트렁크 내부에서 자주 볼 수 있는 입체적으로 성형된 펠트의 가공에도 금형이 사용되고 있습니다. 펠트는 방음성과 단열성이 뛰어나 가볍기 때문에 많은 자동차의 인테리어에 사용되고 있습니다.
1장의 큰 펠트를 자동차의 인테리어에 맞는 복잡한 요철을 가진 형상으로 가공할 때에도 금형이 사용됩니다. 이러한 부위에 사용되는 펠트에는 재료로서 수지가 혼합되어 있습니다. 펠트 시트를 가열하고 금형으로 프레스하여 원하는 모양으로 가공합니다. 또한 이때, 불필요하게 되는 펠트의 외형을 트리밍하거나, 자동차의 설치에 필요한 구멍이나 슬릿의 가공을 하는 것도 동시에 실시할 수 있습니다.
복잡한 3차원 구조의 금형이 되기 때문에, 정밀도가 높은 가공이 필요한 것 외에, 금형의 유지보수 측정 등에도 높은 정밀도가 필요하게 됩니다. 또한 사출 성형의 금형에 비해 큰 것이 많기 때문에 금형의 제작이나 관리에도 많은 노력이 필요합니다.
FRP 용 금형
FRP는 섬유 강화 플라스틱입니다. 에폭시 수지나 페놀수지 등에 유리섬유나 탄소섬유 등의 섬유를 섞어 강도를 갖게 한 소재입니다. 친밀한 곳에서는, 욕조나 자동차, 놀이기구, 저수 탱크 등에 사용되고 있습니다.
FRP의 성형 방법은 크게 나누어 3종류가 있습니다. 어느 방법에 있어서도, 성형에는 금형을 비롯한 수지형이나 목형 등을 사용합니다.
- 핸드레이업 방법
손으로 적층한다는 단어 그대로, 수작업으로 섬유와 수지를 성형하는 방법입니다. 금속으로 만들어진 금형이나 수지의 형 등에 섬유의 시트를 씌워, 유동성이 있는 수지를 브러시나 롤러로 스며들게 합니다. 자동차 장식용 부품 등 소량 다품종 생산에 적합합니다. - 스프레이 업 법
금속이나 수지의 금형에, 섬유와 수지가 섞인 것을 스프레이로 분사해 성형합니다. 복잡하고 큰 모양을 만드는 데 적합합니다. 자동차 외장이나 욕조, 탱크 등의 제조에 사용됩니다. - BMC법
BMC란 Bulk Molding Compound의 약자로, 짧게 자른 섬유와 수지를 혼련한 것을 덩어리나 펠릿 상으로 한 것입니다. 통상의 수지 성형과 같이 사출 성형을 실시하거나 트랜스퍼(순송) 프레스로 성형하거나 합니다. 이 때의 형에는 금형이 사용됩니다.
펄프 몰드 유형
펄프 몰드는 종이로 만든 포장재의 일종입니다. 폐지를 재료로 만들어 종이 계란 팩이나 전기, 전자 제품의 완충재로 널리 사용되고 있습니다. 가볍고 튼튼하고, 환경 부하도 낮고, 탈 플라스틱의 흐름도 있어, 주목도가 증가하고 있는 포장재입니다.
펄프 몰드에 사용되는 금형은 자루와 찻잔처럼 프레임이 되는 부분에 세세한 메쉬가 붙어있는 구조를하고 있습니다. 3차원 구조의 금형을 낡은 종이를 녹인 용액 속에 올려 놓습니다. 프레스 형을 씌워 수분을 짜내 건조시킵니다.
최근에는 프로토타입이나 소량 다품종 생산에 있어서는, 3D프린터제의 금형도 사용되게 되어 왔습니다.
마무리하며
금형이라고 하면, 프레스 가공이나 주조, 사출 성형에 사용되는 이미지가 강할지도 모릅니다. 그러나 여기에 소개한 바와 같이, 다양한 장소·용도에서 금형은 사용되고 있는 것입니다.
