금형

사출금형 모델링

금형(金型)은 기술적 의미에서 동일 규격의 제품을 대량으로 생산하기 위하여 금속 재료를 사용하여 만들어진 모체가 되는 틀을 말한다. 금형은 재료의 소성(Plasticity, 塑性), 전연성 이용하여 재료를 가공, 성형한다.

개요

금형은 우리 생활에 필요한 제품을 동일한 규격으로 대량생산하기 위한 도구이다. 금형은 규격이 동일한 제품을 대량 생산하기 위해 금속재료를 사용해 만든 '틀'이다. 고무, 알루미늄, 아연, 플라스틱, 유리 등을 성형해 양산하는 기능을 한다. 금형은 오늘날 현대 문명의 이기(利器)로서 우리가 매일 사용하는 전기, 전자 제품을 비롯하여 자동차, 철도, 선박, 항공기 등의 수송기계, 반도체, 통신기기, 산업기계, 정밀기계, 광학기기, 농업, 건축용 기기, 완구 등을 제조하는데 필수적으로 이용된다.

금형은 일반적으로 크게 다이(Die)와 몰드(Mold)로 구별된다. 다이는 판재나 펀칭, 굽힘 등의 판재 성형이나 봉재(billets) 형상의 소재를 프레스에 넣어 인발, 단조, 압출 등 작업을 하는 데 사용되는 형이다. 몰드는 플라스틱 수지나 주조용 금속을 용해하여 용융된 소재를 사출성형기나 다이캐스팅기에 주입하여 그것을 소정의 모양과 치수를 가진 제품으로 응고시키기 위한 형이다. 특히 금형은 대량 생산하기 위한 필수 도구이자 완제품의 품질과 디자인을 좌우하는 핵심 기반 산업으로 국내 제조 산업의 발전에 지대한 영향을 미치고 있다. ​금형은 가공품의 종류, 재질 성형 방법, 금형의 구조, 크기, 수량, 정밀도, 용도 등에 따라 다양하게 분류한다. 가장 많이 사용되는 분류 방법으로는 사용 용도 및 성형품(제품)의 재료에 따라 플라스틱 금형, 프레스 금형, 다이캐스팅 금형, 기타 금형으로 분류한다.

종류

• 프레스 금형(Press Die) : 직선 왕복 운동을 하는 프레스 기계에 금형이라는 특수 공구를 설치하여 금속 제품을 성형 가공하는 금형이다.
• 사출 금형(Injection Mold) : 사출 금형은 고분자 플라스틱 합성수지 재료를 가열 용융 또는 반용융 상태에서 강한 압력을 가하여 코어와 캐비티 사이의 빈 공간에 주입하고 냉각시켜 성형품을 만드는 금형이다.
• 다이캐스팅(Die Casting Mold) : 저용융 금속인 알루미늄, 아연, 마그네슘, 합금 등을 정밀한 형상의 금형에 고압으로 주입하여 제품을 생산하는 방법으로 사출 금형과 원리는 유사하다.
• 단조 금형(Forging Die) : 공작물을 냉간 또는 가열한 상태에서 해머 프레스 등으로 충격이나 압력을 가하여 원하는 형상으로 가공하는 금형이다.
• 고무 금형(Rubber Mold) : 고무 및 합성 고무 소재를 금형에 넣어 열과 압력을 가하여 고무 제품을 성형하는 금형으로 플라스틱의 압축 성형 법과 유사하다.
• 유리 금형(Glass Mold) : 유리의 원료를 금형에 넣고 고온 고압으로 압력을 가하여 제품을 제조하거나 공기의 압력으로 유리를 부풀게 하여 성형하는 가공법이다.
• 분말야금 금형(Powder Metallurgy Mold) : 금속 및 비금속(W, Mo, Al₂O₃)분말을 금형에 넣어 고온 고압으로 원하는 형상의 제품을 성형하는 방법으로 일명 소결 금형이라 한다.
• 요업 금형(Ceramic Mold) : 일반적으로 벽돌 타일 등의 제품을 만드는 세라믹 성형용과 일명 사기그릇이라고 하는 접시 찻잔 인형 등을 제조하는 도자기형 등을 요업 금형이라고 한다.
• 주조 금형(Casting Mold) : 주물사, 석고, 플라스틱, 알루미늄 등으로 주형을 제작하여 용융 재료를 주입하여 제품을 생산하는 방법이다.

장점

• 제품의 생산시간이 단축된다.
• 생산제품, 부품의 치수 정밀도가 높다.
• 제품 규격이 동일하여 호환성이 있고 조립 생산이 쉽다.
• 제품의 외관이 깨끗하고 미려하다.
• 두께가 얇은 제품의 생산이 가능하고 무게도 줄일 수 있다.
• 제품을 만들기 위한 재료가 절약된다.
• 제품의 품질을 균일화, 표준화 시킬 수 있다.
• 제품에 따라 조립, 용접, 도금, 페인팅 등 2차 가공을 생략할 수 있다.

역사

우리나라의 금형산업은 제조업의 성장 발전에 따라 함께 성장해 왔으며 62년 경제개발 5개년 계획이 시행되면서 범용 공작 기계가 생산되기 시작하였고 수입해서 사용하던 외국산 금형을 모방하여 설계도면을 작성하고 도면에 의한 작업 방법이 정착하기 시작한 것은 60년 중반 이후이다. 이때부터 산업에 필요한 단순한 금형을 생산하기 시작했고 외국과의 기술제휴 등을 통하여 급속하게 발전한 시기로서 65년부터 70년까지를 금형기술의 발아기라고 볼 수 있다. 70년대 중반부터 전자공업 및 중화학공업이 발전되면서 정밀가공용 공작기계가 도입되어 프레스 금형과 플라스틱 금형 등이 생산되기 시작하였다. 80년대 들어서 방전가공기, NC기계 등 정밀가공기계가 일부 도입되기 시작하면서 금형의 종류도 반도체 금형, 전자, 전기용품 금형, 기계류 부품용 금형 등으로 다양화되었다. 또한 금형의 질적 향상을 위해 관련 기술을 체계적으로 교육할 수 있도 록 대학, 전문대학, 기능대학, 공업고등학교 등에 금형 관련 학과가 개설되었다. 80년 후반기부터 정부의 금형산업 육성 시책에 힘입어 국내 금형산업은 양적, 질적으로 성장하는 전환기가 되었으며 범용금형을 일본을 비롯한 동남아지역 각 국가에 수출하기 시작하였다. 90년 이후 CNC 공작기계와 CAD/CAM 시스템을 도입하기 시작하여 93년도부터는 종업원 30명 이상의 업체에 첨단 설비 및 시스템이 본격 보급되었다. 2000년대 들어 자동차용 대형 금형, 휴대폰 금형, 렌즈 및 마이크로 금형 등 정밀을 요구하는 금형 제작이 가능해져 수출 확대 및 고부가가치를 확대하고 있다.

참고자료

• 〈금형〉, 《나무위키》
• 〈금형〉, 《네이버 지식백과》
• 기계,금형이야기, 〈금형이란? 금형의 정의, 장점, 금형산업의 중요성〉, 《네이버 블로그》, 2014-10-24
• 산업정보자료, 〈금형의 종류및 가공법〉, 《다음 블로그》, 2010-01-10
• 〈금형이란?〉, 《한국금형기술교육원》

같이 보기

• 제품
• 재료
• 가공
• 고무
• 알루미늄
• 아연
• 플라스틱
• 유리
• 자동차
• 철도
• 선박
• 항공기

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