1998년 창업 이래, 친환경 전해 금형세정기, 금형 냉각수관 세정기, 금형용접기 등 금형 메인터넌스 전문장비를 공급하며, 고객사의 제품 품질향상에 앞장서고 있는 ㈜인터에임(이하 인터에임)이 금형 냉각 수관 세정을 통한 냉각 효율의 향상에 대한 중요성을 강조하고 나섰다.

인터에임의 관계자는 “금형의 냉각 효율은 사출 성형에서 제품 품질과 사이클 시간을 결정하는 매우 중요한 요소이다”라고 소개하며, 이어 “특히, 최근 몇 년간 복잡한 제품 형상을 대응하기 위해 3D 냉각 배관이 있는 금형 사용이 증가하고 있으며, 배관내 스케일과 녹의 축적으로 냉각불량이 문제가 되고 있다”라고 설명했다. 

본문은 인터에임이 제시하는 양산금형에 대한 적용된 냉각수관 세정사례와 구체적인 개선점을 제시하고, 그 효과에 대한 글이다.

■ 배경: 3D 냉각 배관의 대중화와 문제의 등장

본문에서 소개하고자 하는 금형에서는 좁은 공간에 대응하기 위해 약 1.5mm 두께의 매우 얇은 3D 냉각 배관을 채택했다. 성형 후, 장기관 보관하면서 냉각 수관에 스케일과 녹이 쌓여 유량이 크게 감소되고, 냉각 효율이 크게 저하되었다.

그에 따라 성형불량 증가와 사이클 타임 연장 등 여러 문제가 발생하게 되었다.

■ 도입된 해결책: 워터리머

 

이 문제를 해결하기 위해 전용세정기 워터리머가 도입했다. 이 기기는 다음과 같은 기능을 갖추고 있다.

 

- 비분해 세정 가능: 금형을 분해하지 않고도 세정이 가능해 작업의 수순이 대폭 감소

- 4시간 세정공정 + 2시간 건조공정: 비교적 짧은 시간 완성 가능

- 유량계 동시에 사용 가능: 세정 전후의 수량을 수치로 관리 및 유지보수 효과를 시각화

- 방청피막 형성: 세정 후에는 녹이 재발하는 것을 막는 데도 기여

■ 사례연구 1: 조인트 제품 금형(3D 배관, φ1.5mm)

 

사례연구 1에서 소개하고자 하는 금형은 2017년에 만들어졌으며, 12만 쇼트 이상 사용되었고, 슬라이드부에는 좁은 3D 냉각 수관이 있었다. 세정 전 유량은 0.2L/min으로 매우 낮았고, 냉각 부족으로 성형불량이 잦았다.

세정을 통해 금형의 재제작(비용은 약 45만 엔)을 피할 수 있었고, 이로 인해 상당한 비용 절감이 이루어졌다.

 

- 유량: 0.2L/min→ 0.5L/min으로 증가

- 상태: 연속성형이 가능한 수준으로 회복

 

■ 사례연구 2: 사례 제품 금형(냉각 수관, φ2mm)

 

사례연구 2에서 소개하고자 하는 금형은 2012년에 제작된 금형으로 60만 쇼트이상을 성형했다. 총 길이 130mm의 냉각수관을 사용하며, 세정 전 유량은 0.3L/min이었다. 리브에 보이드 불량이 발생했고, 사이클 시간이 70초까지 연장되었다.

세정 후, 한 달에 9,000쇼트로 환산해 연 37만 8천 엔에 해당하는 개선 효과가 산출되었다.

 

- 유량: 0.3L/min→ 0.6L/min으로 증가

- 사이클 타임: 70초→ 63초로 감소

- 불량률: 보이드 불량 0점으로 개선

 

■ 사례연구 3: 케이스제품금형 사례(배플 냉각, 녹)

 

사례연구 3에서 소개하고자 하는 금형은 2005년에 만들어진 오래된 금형으로, 70만 쇼트를 사용하며 배플 냉각 시스템을 사용했다. 가열하는데 1시간 30분이 걸렸고, 제품의 중량부족으로 매번 8쇼트를 폐기했다. 또한, 냉각 부족으로 인해 성형품에 주름이 생긴 것으로 보인다.