사출금형 이해

사출금형을 처음 접하는 학습자에게는 용어부터 낯설고, 제품 설계에서 제품 생산에 이르기까지의 과정(제품설계 → 금형설계 → 금형제작 → 사출생산)이 서로 연결되어 있어 전체 흐름을 이해하기 쉽지 않다. 용어 및 제품 생산과정을 이해하지 못하면, 최종 제품에서 불량이 발생했을 때 어디서부터 접근하고 무엇을 먼저 확인해야 하는지 판단하기가 어렵다. 특히 입문자에게는 쉽게 접근하기가 더욱더 어렵다. 그래서 저는 이 책을 고등학생 · 대학생 · 일반인 등 사출금형을 처음 배우는 분들을 위한 입문 교재로 만들면서 제품 설계부터 생산에 이르기까지 전체적인 내용을 확인함으로써 사출금형을 좀더 쉽게 접근이 가능토록 하였다.

사출성형(Injection Molding)은 자동차 · 전자기기 · 생활용품 등 우리가 일상에서 접하는 플라스틱 제품을 만들어 내는 대표적인 생산기술이다. 그리고 그 중심에는 사출금형(Injection Mold)이 있다. 사출금형은 단순히 "제품을 찍어내는 틀"을 넘어서 제품의 치수 정밀도, 외관 품질, 강도, 더 나아가 생산성과 불량 발생 여부까지 좌우하는 핵심 요소다. 결국 금형을 어떻게 설계하고 준비하느냐에 따라 제품의 완성도와 생산성은 크게 달라진다.

본서는 총 16강(Chapter 01~16)으로 구성되어 있으며, 학습자가 단계적으로 흐름을 따라갈 수 있도록 다음과 같이 배치했다.
Chapter 01~02 : 금형의 종류, 사출금형의 정의, 성형사이클
Chapter 03~04 : 금형의 구성, 제품설계 기초
Chapter 05~08 : 금형설계의 핵심 요소(게이트, 러너, 냉각, 이젝션 등)
Chapter 09~13 : 사출재료(Resin)와 금형재료, 열처리(Heat Treatment) 기초
Chapter 14~16 : 사출불량(Injection Defects)의 이해, 원인과 대책

Chapter 01 금형의 종류
1. 금형이란
2. 요약(Summary)

Chapter 02 사출금형의 정의와 성형사이클
1. 사출금형의 정의
2. 사출성형의 특징
3. 사출금형의 역사(발전 과정)
4. 사출성형 사이클(Injection Molding Cycle)
5. 요약(Summary)

Chapter 03 금형의 구성
1. 사출금형의 기본 구조
2. 요약(Summary)

Chapter 04 제품설계(Product Design) 기초
1. 제품 설계(일반)
2. 제품설계(성형성 고려)
3. 요약(Summary)

Chapter 05 금형설계 Ⅰ
1. 금형설계
2. 수축률(Shrinkage rate)
3. 요약(Summary)

Chapter 06 금형설계 Ⅱ
1. 수지의 흐름
2. 런너 설계(Runner Design)
3. 게이트(Gate) 설계
4. 요약(Summary)

Chapter 07 금형설계 Ⅲ - 냉각 설계
1. 냉각의 목적
2. 냉각 설계 기준
3. 냉각 채널의 종류
4. 냉각 위치 선정
5. 요약(Summary)

Chapter 08 금형설계 Ⅳ - 이젝터(Ejector)/가스벤트(Gas Vent)
1. 이젝터 시스템의 목적
2. 이젝터 종류
3. 가스벤트(Gas Vent) 설계
4. 요약(Summary)

Chapter 09 사출재료 분류와 특성
1. 사출재료 분류
2. 요약(Summary)

Chapter 10 사출재료 종류
1. 사출재료 선택 및 성형 시 고려사항
2. 사출재료 종류
3. 요약(Summary)

Chapter 11 금형재료
1. 사출금형 재료의 필요 조건
2. 철의 종류 및 5대 원소
3. 강의 종류 및 강의 조직
4. 탄소강의 분류(용도 및 기능 기준)
5. 합금강(특수강) 분류 - 용도 및 기능 기준
6. 알루미늄(Aluminum)
7. 요약(Summary)

Chapter 12 열처리 Ⅰ - 일반
1. 열처리의 정의
2. 열처리의 목적
3. Fe-C 상태도
4. 일반 열처리 종류
5. 요약(Summary)

Chapter 13 열처리 Ⅱ - 표면
1. 표면(열)처리의 목적
2. 표면(열)처리의 종류
3. 요약(Summary)

Chapter 14 사출불량 Ⅰ - 충전, 유동 트러블(Flow/Filling Trouble)
1. 사출불량 정의
2. 사출불량 분류
3. 사출불량 종류
4. 요약(Summary)

Chapter 15 사출불량 Ⅱ - 압력, 수축, 변형 트러블(Packing/Shrinkage & Warpage)
1. 사출불량 정의
2. 사출불량 분류
3. 사출불량 종류
4. 요약(Summary)

Chapter 16 사출불량 Ⅲ - 표면, 외관, 강도, 취출 트러블(Appearance/Integrity & Ejection)
1. 사출불량 정의
2. 사출불량 분류
3. 사출불량 종류
4. 요약(Summary)

Appendix A 공정조건 195
A-1 사출율(Injection rate) 196
A-2 보압 vs 배압 197
A-3 사출 속도와 사출 압력과의 관계 197
A-4 사출기 용량 환산표 198
A-5 성형수축 및 팽창 발생 요인 200
A-6 결정화도(Crystallinity) 201

Appendix B 러너·온도·핫러너 시스템 203
B-1 런너리스(Runnerless) 성형 시스템 204
B-2 Hot runner 열전대 종류(K, J) 210

Appendix C 특수 성형 213
C-1 Stack mold vs Tandem mold 214
C-2 IMD(In-mold Decoration)/IML(In-mold Labeling) 216
C-3 전주(Electro-Forming) 218
C-4 3D Print 219

Appendix D 기타 223
D-1 기계 재료 용어 224
D-2 전동식 사출성형기의 특징 226
D-3 에어벨브(Air valve) 228
D-4 이형제 vs 세척제(세정제) vs 방청제 230
D-5 금형 사상(미각기) 233