프랙스이노베이션(www.plax.co.kr)은 스위스 프리아머스의 캐비티 센서 제품을 활용하여 플라스틱 사출성형 불량률 제로화를 목표로 다양한 제품 및 기술을 국내에 보급하고 있다.

사출성형 최적화 실현을 위한 독보적인 기술력으로 이 시장을 선도하고 있는 프랙스이노베이션는 최근 자동가스벤팅 제어시스템의 컨트롤러를 국산화함으로써 기술력과 가격경쟁력, 두 마리 토끼를 잡겠다는 의지를 보이고 있다.

무인자동제어 및 공정 모니터링 기술에서 쉬지 않고 달리는 그들의 이야기를 본지가 담았다.

프랙스이노베이션, 사출성형 혁신화 실현에 앞장서다

2004년에 설립된 프랙스이노베이션은 스위스 기업인 프리아머스(PRIAMUS SYSTEM TECHNOLOGIES AG)의 캐비티 센서(온도&압력)를 국내에 공급하며, 이 센서들을 활용한 자동가스벤팅제어, 무인자동제어, 공정 모니터링 등의 기술로 플라스틱 사출성형의 최적화 실현에 앞장서고 있다. 이미 동사는 시퀀스 사출제어, 멀티 캐비티 자동 밸런싱 제어시스템, 자동 보압 절환 제어시스템 등 기존의 일반 기술과 두드러지는 차이를 보이면서 불량률을 현저히 떨어뜨리거나 원천적으로 불량이 나지 않게 하는 다양한 기술을 선보이며 고객들에게 인정받고 있다.

프랙스이노베이션의 이옥성 대표는 안산소재 중소기업연수원에서 플라스틱 사출성형 최적화 기법과 관련하여 2004년부터 현재까지 연수생들에게 캐비티 센서 활용기술을 강의하고 있는 플라스틱 전문가로서, 프랙스이노베이션을 이끌며 한 단계 진일보한 기술과 제품으로 국내 사출성형 기술발전에 이바지하고 있다.

가스빼기를 위한 자동가스벤팅제어, 그 기술의 가치

플라스틱 사출성형에 있어 양질의 제품을 만들어 내는데 ‘가스빼기’는 핵심 중 하나이다. 금형 내에 성형재료의 사출충전을 방해하는 가스를 제거하지 않으면 생산제품에 발포자국, 탄화 등이 남아 불량의 원인이 될 수 있어 원료에서 발생되는 가스가 적절하게 금형 밖으로 배출될 수 있도록 하는 것이 중요하기 때문이다.

“기존의 가스제거 기술은 일반적으로 미세한 틈(0.01~0.02mm)을 활용하고 있기 때문에 성형작업이 진행되면 단시간에 막혀버리는 문제를 가지고 있습니다. 프랙스이노베이션에서 제공하는 자동가스벤팅 기술(인벤트)은 GAS가 배출되는 대용량 벤팅홀(3~10㎜)을 통해 GAS를 배출하면서 추가로 금형외부에서 강제 석션(suction)을 시행함으로써 가스벤팅 효과를 극대화할 수 있을 뿐만 아니라 ‘막힘’에 대한 문제점이 전혀 없다는 것이 장점입니다.

또한 3년간의 협업에 의해 독일산 벤팅코어 시스템의 작동 응답시간을 획기적으로 단축시킴으로써 충진 시간 0.1~0.2초 이내의 제품에 까지도 적용이 가능함으로써 적용의 한계를 최소화시켰다고 할 수 있습니다.”

가스빼기를 위한 프랙스이노베이션의 자동가스벤팅제어(Automatic Venting) 기술인 ‘인벤트(Intelligent Venting technology)’는 캐비티 온도 센서와 벤팅코어 시스템을 활용해 자동으로 가스를 제거해주는 혁신적인 기술이다. 이 기술을 이용해 가스를 제거하는 과정은 생각보다 간단하다. 사출 시작과 동시에 개방된 대용량 가스 벤팅홀(평균 3~5㎜)을 통해 가스가 자동으로 제거되는데, 여기서 핵심은 벤팅홀의 입구를 막아주는 기술이다. 만약 벤팅홀이 계속 열려 있을 경우 수지가 밖으로 배출되기 때문으로, 벤팅홀을 열고 닫는 데에는 벤팅코어 시스템이 활용되며, 이 시스템은 벤팅코어 전방에 설치된 캐비티 온도 센서에 의해 제어된다. 고속으로 응답하는 캐비티 온도 센서에 수지가 도달하면 제어용 앰플리파이어에서 벤팅코어 시스템을 제어해 자동으로 코어핀을 닫아주는 역할을 하는 것이다. 이로써 수지에 의해 밀린 가스만 벤팅홀로 배출되고, 수지가 밖으로 세는 것은 자동으로 막아주는 효과를 보게 된다.

자동가스벤팅제어(인벤트)의 최대 효과는, ▲ 금형내부의 GAS를 충진 말단부에서 거의 100% 제거할 수 있다 ▲ 기존 벤트의 막힘 현상에 의해 야기되는 잔존 압축공기를 거의 100% 제거함으로써 수지의 유동성을 극대화할 수 있다 ▲ 수지 유동의 극대화에 의해 충진 말단부에 발생되던 수축(Sink Marks) 및 미성형(Short shot) 문제가 해결된다 ▲ 원활한 수지 유동으로 사출피크 압력이 낮아진다 등이다.

더욱 주목할 만한 점은 최근 프랙스이노베이션이 이 ‘인벤트’의 컨트롤러를 국산화했다는 것이다.

‘컨트롤러의 국산화를 위해 4년여 동안 노력한 결과, 성능은 최대한 높이고 가격은 1/3가량 저렴할 뿐만 아니라 현장 사용자에게 최상의 편리성을 제공해주는 단순조작이 가능한 컨트롤러를 2015년에 출시했고, 업그레이드 버전인 2차 컨트롤러를 2017년에 출시하게 됐다’고 설명하는 이옥성 대표는 ‘인벤트 기술은 누구나 이해될 정도로 간단한 기술이고, 효과도 기존 가스빼기장치 보다 훨씬 뛰어나다. 이러한 자동가스벤팅제어 기술에 가격경쟁력까지 더해져 벌써부터 적용테스트가 이어지고 있다’며 최근 긍정적인 반응으로 이 기술이 점차 확대 적용될 것이라고 기대감을 나타내었다. 

인벤트의 가장 큰 특징은 안전(Safety)하고 사용이 쉽고 매우 효율적이라는 것이다.

사출신호를 연결하여 사출시작 전부터 금형내부의 GAS 및 Air를 강제 석션으로 제거를 진행하고, 금형내부에 설치된 제어용 온도 센서에 용융이 도달하면 벤팅코어 시스템이 0.04~0.1초에 작동하여 벤팅홀을 Close 시키고 다시 사출이 시작되면 GAS 및 Air의 강제 석션이 시작되어 GAS를 배출하는 작업이 반복적으로 진행된다.

현장 작업자에 맞추어진 단순한 설정으로 동작하도록 되어 있을 뿐만 아니라 터치스크린 (Touch screen) 조작이 가능하며, 제어출력의 지연시간 설정이 0.001~1초까지 가능한 정밀 작동 컨트롤러를 사용한다. 컨트롤러는 제어용 온도 센서의 갑작스런 동작정지 상황을 대비하여 안전기능(Safety function)이 부여되어 있어서 어떠한 조건에서도 성형작업이 중지되지 않는 추가기능 등이 시스템에 적용되어 있고, 수작업 모드 및 자동 모드 등을 지원하도록 되어 있어서 시험사출 및 정상적인 양산사출에 구분하여 사용이 가능하다.

자동제어기술의 핵심, ‘캐비티 센서’에 있다

날이 갈수록 경쟁이 치열해지는 플라스틱 사출성형 업계에서 기업이 경쟁력을 높이기 위한 돌파구는 무엇이 있을까? 이에 대한 해답으로 이 대표는 “일정한 품질확보를 위한 자동제어기술을 생산현장에 구현하는 것”이라고 말한다. 

프랙스이노베이션에서 공급하고 있느 스위스 프리아머스 시스템 테크롤러지(PRIAMUS SYSTEM TECHNOLOGIES AG)의 캐비티 센서는 앞에서 설명한 자동가스벤팅제어 기술 외에도 설치 위치와 목적에 따라 사출조건 최적 설정, 수지점도 측정, 불량 판정 등 다양한 활용도를 가진다. 특히 여러 가지 단계를 거쳐 최적의 사출조건을 찾아내게 하는 기술은 사이클 타임 감소와 금형의 수명 연장, 그리고 효율적인 사출성형을 실현하게 해 고객 만족을 높이고 있다. 

이미 독일 등에서는 40년 전부터 센서에서 감지되는 압력 및 온도 그래프를 활용하여 사출속도, 보압, 보압시간, 용융온도, 금형온도 설정을 객관적인 데이터로 진행하여 부정확한 설정에 의한 금형수명 단축, 제품 후변형 등의 문제를 원천적으로 해소하고 있다. 

이옥성 대표는 “국내 기업들은 여전히 상당량의 불량을 인지하면서도 큰 개선 없이 기존의 방법을 답습하는 문제점이 있다며, ‘외관이 비슷하게 보이면 양품’이라는 잘못된 개념부터 버리고 항상 일정하게 성형이 이루어지는지 센서를 활용하여 정확하게 확인할 필요가 있습니다”라고 강조한다. 

그는 이어 ‘Full Proof 성형을 위한 캐비티 센서 모니터링 기술’에 대해서도 설명했다. 이 기술은 사출 사이클이 종료되기 전에 금형내부에 설치된 캐비티 압력 센서와 캐비티 온도 센서 데이터에 의해 품질변동에 대한 평가가 이루어지고, 제품 취출 시 반영되어 자동으로 Good Part 또는 Bad Part로 선별이 가능한 기술이다. 

‘Full Proof는 생산되는 모든 제품의 각 사이클마다 철저한 품질 확인이 가능하다’는 이 대표는 ‘따라서 고객의 불만사항을 사전에 완벽히 차단할 수 있을 뿐만 아니라 미래에 발생할 수 있는 클레임이나 대량의 리콜 사태를 예방할 수 있다며 고객 신뢰도를 유지하기 위해서는 꼭 필요한 기술’이라고 강조했다. 

프랙스이노베이션이 만드는 인텔리전트한 플라스틱 세상

앞으로 이 대표는 새로운 제품, 신기술을 통해 본격적으로 프랙스이노베이션의 이름을 알리는 한편, 지금처럼 국내 플라스틱 종사자들에게 기술 노하우를 전수하는 일도 계속할 것이라는 뜻을 밝혔다. 2004년 창업이후부터 현재까지 중소기업진흥공단 중소기업연수원(안산소재)에서 14년 동안 기술 강의를 진행하고 있는 이옥성 대표는 “사출성형을 수치적 데이터에 의한 신속하고 정확한 성형 정보를 사용자들에게 제공해줌으로써 ‘막연한 느낌’에 의한 생산이 아닌 ‘체계적이고 과학적인 성형 생산’이 가능하다는 것을 지속적이고 효과적으로 알리고 공감대를 확산할 것”이라며, “앞으로도 다양한 기술 강의, 세미나, 전시회 참가 등을 통해 한국 사출성형기술 전문화를 위해 주력해나갈 계획”이라고 밝혔다.

진보된 기술로 플라스틱 사출성형의 최적화를 꿈꾸는 프랙스이노베이션. 그들이 만들어갈 인텔리전트한 플라스틱 세상의 도래가 머지않을 것으로 보인다.