금형

1. 개요와 분류

금형은 현대의 제조업에서 대량 생산을 할 때 반드시 필요한 부품입니다. 수지를 원료로 하는 사출 성형을 비롯하여 프레스 가공이나 주조 등에서 중요한 역할을 합니다. 현재는 미크론 단위의 고정도 금형을 만드는 기술이 확립되어 있어 폭넓은 분야에서 동일한 형태와 품질의 부품이 양산되고 있습니다.
금형은 다이(die)와 몰드(mold)로 분류됩니다. 전자는 금속판 등을 성형할 때 이용하는 금형입니다. 대표적인 용도로는 자동차의 보디 가공이 있습니다. 후자인 몰드는 사출 성형을 통해 녹인 수지로 플라스틱 제품을 만드는 경우나 금속을 녹여 흘려보내는 주조의 경우에 사용됩니다.

사출 성형용 금형(몰드)의 이미지
사출 성형용 금형(몰드)의 이미지

2. 금형의 가공

금형용 재료로는 탄소나 크롬 등을 첨가한 공구강을 비롯하여 다이스강, 고속도강, 초경합금 등이 있습니다. 최근에는 세라믹을 재료로 사용하는 경우도 볼 수 있습니다. 대부분의 금형 재료는 난가공재여서 절삭 가공을 하기가 어렵습니다. 따라서 기본적으로는 머시닝 센터와 같은 NC 가공기로 절삭하지만 정도를 내려면 연삭 등의 후공정이 있는 것이 일반적입니다.
또한, 더 미세한 가공을 위해서는 각종 방전 가공을 이용하는 경우가 있습니다. 이는 방전 현상에 의한 불꽃을 이용하여 가공물의 표면을 용융하면서 가공하는 기술입니다. 고정도의 가공이 가능하며 복잡한 3D 형상의 가공에도 대응할 수 있습니다.

3. 금형 제조의 현황

금형 제조는 머시닝 센터의 보급으로 인해 설비만 있으면 누구든지 할 수 있다고 생각하기 쉽습니다. 그러나 여전히 금형 제조가 어렵다고 하는 이유는 CAD 설계부터 재료나 가공법의 선택, 자동화로는 어려운 미세 가공 등에 관한 일관된 기술이 없으면 대응이 불가능한 경우가 많기 때문입니다.
그리고 최근에는 상품의 수명이 짧고 다품종 소량 제품이 늘어나고 있기 때문에 더 신속한 금형 제조가 요구되고 있습니다. 한편, 3D 프린터의 등장으로 제조업의 형태가 크게 변화할 것으로 예상됩니다. 따라서 금형 기술의 진일보한 혁신이 반드시 필요한 시대가 되고 있습니다.