열성형 가이드

Thermoforming

플라스틱은 크기, 유형, 색상이 다양하고 특성도 각기 다른 소재입니다. 플라스틱은 선택의 폭이 광대하므로 프토토타입과 최종품을 제작하여 사용하려는 제조업체에 결정적인 소재입니다. 열성형은 플라스틱 시트를 처리하는 데 다목적 솔루션으로서 제조업체에게 힘을 실어주는 제조 공정입니다. 

여기 준비한 종합 가이드에서 다양한 열성형에 사용되는 공정, 소재, 장비와 3D 프린팅 같은 진보한 공정을 비롯한 열성형용 금형 제작법을 알아보세요.

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3D 프린팅으로 제작된 금형을 이용한 소량 신속 열 성형

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열성형이란 무엇인가요?

열성형은 열을 가한 플라스틱 시트를 금형에 맞춰 특정한 형태로 성형하는 플라스틱 제조 공정입니다. 형태가 만들어진 플라스틱은 냉각한 후 오려내어 최종 파트의 모습을 갖춥니다. 공정은 열성형 기계로 열을 가하고 유연해진 플라스틱 시트를 금형 위에서 잡아 당겨 실행합니다. 현대 열성형 기계는 일반적으로 트리밍(trimming)과 커팅(cutting) 공정을 처리할 장비를 갖추고 있으나 더 오래된 기계의 경우 트리밍, 커팅, 냉각 공정은 성형 기계 외부에서 진행할 수 있습니다.

열성형은 플라스틱 포장재 생산에 사용하는 일반적인 방법입니다.

열가소성 플라스틱은 열성형에 사용되는 소재입니다. 이들 소재에는 ABS, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, PETG 등이 있습니다. 소재는 제조 프로젝트와 생산 품목에 필요한 특성에 따라 선택합니다. 

열성형은 농산물, 의약품, 소비재, 가전 제품 등의 포장재를 생산하는 데 사용합니다. 항공기 구성품, 자재 처리 장비, 자동차 내장재, 의료 장비 등 내구성이 좋은 최종 사용 파트를 제작하는 데도 사용합니다.

기존 제조 공정과 비교해보면 열성형은 제조업체가 소량에서 대량의 포장재를 경제적인 가격에 생산할 수 있는 공정입니다. 고품질 최종품을 신속하게 생산하는 데 거의 모든 유형의 플라스틱을 활용할 수 있는 점은 열성형의 또 다른 중요한 장점입니다. 

열성형의 단점은 박벽 디자인 생산에 한정되어 있고 두께가 고르지 못하며 복잡한 기하학적 형상이 있는 파트를 제조하는 데는 다양성이 한정되어 있는 점입니다. 열성형을 활용하는 데 관심이 있는 제조업체라면 이 가이드에서 장점은 극대화하고 단점은 축소할 인사이트를 얻어 생산성을 향상하고 비용을 절감할 수 있습니다.

열성형 공정

열성형은 제조업체가 열을 가한 플라스틱 시트를 성형하기 위해 선택할 수 있는 다양한 방법을 모두 포괄하는 종합 제조 공정입니다. 진공 성형 또는 압력 성형 공정을 선택하는 제조업체가 열성형으로 이점을 얻고 있습니다.

각양각색의 공정이 존재하지만 가장 인기 있는 열성형 기술은 다음과 같습니다.

  1. 진공 성형: 진공의 힘을 이용해 시트의 모양을 만드는 열성형 공정입니다. 먼저 플라스틱 시트를 가열하여 유연하게 만듭니다. 진공 성형기로 공기를 배출하면서 시트를 금형에 압착합니다. 진공 성형 공정은 비용 효율적이고 속도가 빠른 제조 공정으로 알려져 있습니다. 

  2. 압력 성형: 압력 성형 공정에도 비슷하게 플라스틱 시트를 가열하여 진공의 힘으로 공기를 배출하여 시트를 금형에 압착하는 과정이 수반됩니다. 하지만 추가 단계가 있습니다. 공기가 제거되면 압축 도구로 형태가 잡힌 플라스틱에 압력을 가해 최종 형태가 더 오래 유지되게 하는 단계입니다. 열성형 공정에서 고도의 디테일을 요할 때 압력 성형 공정을 사용합니다.

  3. 기계 성형: 이 공정에는 예열된 플라스틱 시트에 기계적 힘을 직접 가해 형태를 만드는 단계가 있습니다. 코어 플러그로 유연해진 시트를 플러그와 금형 사이의 공간에 끼우면 플라스틱 시트에 표면 패턴이 각인됩니다. 기계 열성형은 정밀도와 고도의 디테일을 요하는 작업에 사용합니다. 

  4. 드레이프 성형: 드레이프 성형에서는 가열된 플라스틱 시트를 특정 패턴에 맞춰 설계한 맨드렐에 덮어 씌웁니다. 맨드렐의 패턴이 플라스틱 시트에 압력을 가해 최종 파트 형태로 성형됩니다. 드레이프 성형 공정은 요구하는 툴링의 범위가 제한적이어서 가장 경제적인 열성형 기술 중 하나입니다. 소재의 두께를 일정하게 유지할 수 있어 파트에 약한 부분이 생기지 않는 공정입니다. 

  5. 매치드 몰드 성형: 제조 품목이 고도의 정확성을 요할 때 사용하는 열성형 공정입니다. 매치드 몰드 성형 공정은 수형과 암형을 사용해 가열된 플라스틱 시트의 모양을 잡는 작업을 수반합니다. 두 개의 금형 사이에 플라스틱 시트를 두고 성형 기계로 힘을 가해 두 금형이 맞물리게 합니다. 그러면 설계한 패턴 또는 형태에 따라 시트의 모양이 잡혀 두 개의 금형이 생깁니다.

  6. 트윈 시트 성형: 이 공정에는 두 개의 레이어를 성형한 후 합쳐서 하나의 품목으로 만드는 과정이 포함됩니다. 플라스틱 시트 두 장을 동시에 가열하여 성형한 후, 한데 합쳐서 하나의 품목으로 만듭니다. 트윈 시트 성형 공정은 안이 비어 있는 품목 또는 이중 벽이 있는 품목을 만들기에 가장 좋은 공정입니다. 

  7. 빌로우 성형: 빌로우 성형 공정은 가열된 플라스틱의 모양을 만드는 데 금형에 의지하지 않는 자유로운 열성형 기술입니다. 이 공정에서는 성형 기계가 에어젯으로 플라스틱에 공기를 주입해 속이 빈 방울을 만들고 최종 디자인이 형성될 때까지 공기를 주입합니다.

열성형 공정비용 효율성생산 물량활용 분야
진공 성형매우 경제적이며 신속한 제조 공정소량~대량 생산ductions가정 용품이나 포장재 같이 정밀도와 정확도가 중요한 요소가 아닌 품목의 생산
압력 성형경제적인 제조 공정소량~대량 생산내구성과 일관성을 요구하는 품목의 생산
기계 성형경제적인 제조 공정중량~대량 생산고품질의 정밀 품목 제조에 사용
드레이프 성형매우 경제적이며 신속한 제조 공정중량~대량 생산단순한 곡선형의 대형 구성품과 단면이 조밀한 소재
매치드 몰드 성형툴링이 필요하여 비용이 많이 드는 제조 공정중량~대량 생산차량 트리밍과 고정구 같은 내구성이 있는 파트와 구성품 제조에 사용
트윈 시트 성형경제적인 제조 공정중량~대량 생산속이 비어 있거나 이중 벽으로 된 품목 같은 포장재 품목 제조에 사용
빌로우 성형다른 옵션과 비교했을 때 비용이 더 드는 옵션소량 생산천창, 돔 등을 제조하는 데 사용

열성형 소재

열성형은 식품 포장재, 항공기 구성품, 완구, 팰릿 및 기타 플라스틱 품목을 생산하는 데 적용합니다. 따라서 생산 주기를 시작하기 전에 다양한 범위의 플라스틱 소재를 제조에 고려해볼 필요가 있습니다. 열성형에 가장 일반적으로 사용하는 소재에는 다음과 같은 것들이 있습니다.

  1. 폴리프로필렌(PP): PP는 가격과 물량 몇에서 열성형에서 가장 인기 있는 플라스틱 소재입니다. 포장재, 환풍기, 완구 및 기타 플라스틱 품목을 제조하는 데 일반적으로 사용합니다. 폴리프로필렌을 사용하는 이유는 우수한 내약품성, 내피로성, 내열성 같은 고유 특성에서 기인합니다. 또한, 폴리프로필렌은 경제적인 소재이며 여기에서 개략적으로 소개한 다양한 열성형 공정에 사용할 수 있습니다. 

  2. 폴리스티렌(PS): 이러한 방향족 탄화수소 중합체는 작업에 투명하고 딱딱하며 부서지기 쉬운 플라스틱이 필요한 제조업체에서 사용합니다. 폴리스티렌은 물과 공기에 대한 저항성이 있어 포장재를 열성형하는 데 광범위하게 사용됩니다. 제조업체는 폴리스티렌으로 식품 포장재, 주얼리 케이스, CD 케이스, 가정용품을 제조합니다. 

  3. 폴리스티렌 테레프탈레이트(PET): PET는 알코올과 에센셜 오일 차단 특성이 대단히 우수하며 내화학성이 좋고 내충격성과 인장 강도가 높습니다. 흔히 탄산 음료와 물병, 다양한 식품에 사용합니다.

  4. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE): LDPE는 화학 물질과 UV 광선(자외선)에 저항성이 있는 열가소성 플라스틱입니다. 이 플라스틱은 유연하기도 하고 인장 강도가 높습니다. 제조업체는 LDPE를 활용해 포장 필름, DVD, 케이블 절연체, 용기, 내화학성 품목을 제작합니다. 

  5. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE): HDPE는 기본 특성이 LDPE와 유사하며 화학 물질, UV 광선, 물에 저항성이 있다고 알려져 있습니다. 내구성이 있는 열가소성 플라스틱으로 포장 필름, 병, 용기, 파이프, 비닐 봉투를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 

  6. 폴리염화비닐(PVC): PVC는 파이프, 창틀, 자동차 내장재, 가정용품, 포장재, 신발을 제조하는 데 사용되는 또 다른 인기 플라스틱입니다. PVC는 제조업체의 요구사항에 따라 질기거나 유연하게 개발할 수 있습니다. 이 열가소성 플라스틱은 조밀하며 내구성과 내수성이 있습니다. PVC의 내화학성은 완벽하지 않아 염소와 반응할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

  7. 폴리카보네이트(PC): 폴리카보네이트는 튼튼하고 질긴 소재로 흠집이나 파손 없이 대대적으로 소성을 변형할 수 있습니다. 이들 재료는 내열성과 난연성이 있으며 절연성이 우수합니다. 어떤 등급의 PC는 광학적으로 투명하기까지 해서 가시광선 투과성이 우수합니다. PC는 아이웨어용 플라스틱 렌즈, 의료 기기, 자동차 구성품, 보호 장구(렌즈, 안전모), 방탄 유리, 자동차 헤드램프, 건축용에 사용하는 소재입니다.

  8. 아세트산 셀룰로스: 친환경 열가소성 플라스틱을 찾고 있는 제조업체는 아세트산 셀룰로스를고려해볼 수 있습니다. 이 열가소성 플라스틱은 처리를 거친 목재 펄프 같은 재생 가능한 원료로 생산합니다. 아세트산 셀룰로스는 일반적으로 무색이며 투명합니다. 가정용품, 포장 필름, 창틀, 알약 포장재를 제조하는 데 사용합니다. 

  9. 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA): PMMA는 강도가 우수하고 내후성(다양한 기후 조건에서 잘 견딤)과 내구성이 있으며 투명한 특징이 있습니다. 제조업체에서 렌즈, 차량용 헤드램프, 투명 포장재에 이용하기에 좋습니다. 최종 사용 파트에 PMMA를 사용하면 그 내구성 덕분에 장기간 용도에 맞게 사용하기에 문제가 없습니다. 

  10. 아크릴로 나이트릴 부타디엔 스타이렌(ABS): ABS에는 강성, 내마모성과 저온에서 잘 견디는 특성이 있습니다. 제조업체에서는 전자 제품 포장제, 식품 용기, 가정용 전자 제품 생산에 ABS 열성형을 활용할 수 있습니다. 

제조업체에서 이용할 수 있는 기타 소재로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리아마이드, HIPS 등이 있습니다. 열성형의 목적과 프로젝트 요구 사항에 따라 다른 소재를 선택할 수 있습니다. 진행 가능성 있는 프로젝트에 적합한 소재를 선택하는 데 응용 분야 표로 도움을 얻을 수 있습니다. 

응용 분야소재Common Thermoforming Techniques
포장ABS, PP, PMMA, PVC, PET, LDPE압력 성형, 진공 성형, 매치드 몰드 성형, 트윈 시트 성형, 기계 성형
가정용 소비재ABS, PS, PVC, PP, PC압력 성형, 진공 성형, 기계 성형
자동차 내장재 및 구성품PC, PMMA, HDPE, LDPE드레이프 성형, 매치드 몰드 성형, 압력 성형
건강 관리 및 의료 기기아세트산 셀룰로스, LDPE, PC압력 성형, 기계 성형, 진공 성형
건축, HVAC, 배관PVC, HDPE, PC기계 성형, 압력 성형, 진공 성형, 드레이프 성형

헤비 게이지 vs. 씬 게이지 열성형

열성형에 사용하는 플라스틱 시트의 치수 차이가 씬과 헤비 게이지 열성형 사이의 차별화 요소입니다. 씬 게이지 열성형 장비는 플라스틱 롤에서 얇은 시트를 받아들입니다. 헤비 게이지 열성형 장비는 두꺼운 플라스틱 시트를 받아들입니다. 열성형 장비를 선택할 때는 두께 변화가 중요한 역할을 합니다. 

예를 들어 플라스틱 컵과 식품 용기를 생산하려는 제조업체는 더 얇은 품목을 생산하는 데 씬 게이지 열성형을 사용합니다. 반대로 팔레트와 컨테이너를 생산하려면 헤비 게이지 열성형 및 지원 장비가 필요합니다. 헤비 게이지 열성형 장비는 중소 규모 생산용으로 설계되었으며 씬 게이지 열성형 장비는 대량 생산용으로 설계되었습니다. 

여기에서 헤비 게이지 열성형과 씬 게이지 열성형의 차별화 요소를 개략적으로 확인하실 수 있습니다.

플라스틱 열성형헤비 게이지씬 게이지
파트 두께.060–.375″ 1.5–9.5 mm< .125” < 3 mm
장비 유형사용 플라스틱 시트씬 롤 사용
사용 열가소성 플라스틱 소재ABS, HDPE, 폴리프로필렌PETG, PET, PVC
생산 물량소량~중량중량~대량
사용 사례전제 제품 인클로저, 내장부품, 산업용 도구, 영구 구조 부품, 팔레트, 욕조, 샤워 트레이. 수화물.강성 또는 반강성 일회용 포장, 일회용 품목(식품 용기, 일회용 컵, 접시, 트레이), 소형 의료기기 포장.

열성형 장비

예를 들어 진공 성형, 압력 성형, 트윈 시트 성형 또는 드레이프 성형에 각기 다른 기계를 사용하듯 각 열성형 공정에는 특수 장비가 필요합니다.

열성형 장비는 사용 사례에 따라 정의된 카테고리로 더 세분화할 수 있습니다. 이들 카테고리는 데스크탑, 산업, DIY 열성형 장비 전반에 걸쳐 있습니다. 전문적인 제조업체와 열광적인 사용자가 응용 분야에 따라 이들 옵션 중에서 선택할 수 있습니다. 

꼭 맞는 열성형 장비를 선택하려면 다음 제품 사양 항목을 고려해야 합니다.

  • 성형 구간: 성형 영역은 플라스틱의 모양이 패턴이나 디자인에 따라 형성되는 빌드 공간을 말합니다. 성형 구간에는 설계된 금형, 코어 플러그 또는 예열된 플라스틱 시트에 패턴을 적용하는 메커니즘이 장착되어 있습니다.

  • 드로우 깊이: 드로우 깊이 또는 드로우 비율은 열성형 공정을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 제조업체는 드로우 비율을 통해 개별 열성형 프로젝트에 필요한 플라스틱 치수를 알 수 있습니다. 제조업체가 이용하는 장비의 "드로우 깊이"를 알면 플라스틱 파트의 두께와 열성형 공정 중 플라스틱 시트가 담당해야 하는 표먼적을 결정할 수 있습니다. 

  • 기계 치수: 선택한 장비에서 생산할 수 있는 구성품 또는 플라스틱 파트의 크기는 열성형 장비의 치수에 따라 결정됩니다. 데스크탑 열성형 장비는 소형이므로 성형할 수 있는 파트의 치수가 제한적이지만 산업용 솔루션은 훨씬 더 큽니다. 

  • 형체력: 압력 성형, 트윈 시트 성형, 매치드 몰드 성형에 사용되는 일부 열성형 기계는 플라스틱 시트를 눌러서 최종 파트 형태로 모양을 만듭니다. 형체력을 파악하면 사용할 수 있는 소재 유형을 결정하는 데 도움이 되므로 중요하게 고려해야 하는 요소입니다. 

  • 공구 변경 가능성: 제조업체가 열성형기의 공구 변경 가능성을 평가하면 공구 변경을 얼마나 빨리 실행할 수 있는지 가늠하는 데 도움을 얻을 수 있습니다. 공구를 더 신속하게 교체할 수 있으면 생산에서 장비의 효율성과 비용 효과가 증가합니다. 

열성형 장비의 유형

Industrial vacuum forming machine

포맥(Formech) 사의 대형 포맷 산업용 진공 성형기.

특성을 파악한 제조업체는 다음 카테고리에서 열성형기를 고를 수 있습니다.

  • 산업용 열성형 장비: 중~대 물량 생산용으로 제작된 대형 기계. 산업용 진공 성형기는 다양한 소재 및 시트 두께와 호환되며 드로우 깊이가 깊고 진공력 또는 압력이 강력하여 복잡하고 정교한 디테일을 성형하여 사출 성형에서 얻을 수 있는 것과 비슷한 품질의 파트를 얻을 수 있습니다. 산업용 열성형 장비의 예시로는 GN, Ridat, Formech, Belovac의 진공 성형기가 있습니다. 산업용 열성형 장비의 가격은 $10,000 내외에서 시작하여 이를 거뜬히 넘어서는 가격에 이릅니다. 

  • 데스크톱 열성형 장비: 데스크톱 열성형기는 치수와 재료 선택의 폭이 줄어들고 동력이 약합니다. 제조업체, 제품 개발자, 취미 애호가들은 데스크톱 열성형 장비를 프로토타입 제작, 맞춤형 파트 제작, 소량 생산에 사용합니다. 데스크톱 열성형 장비의 가격은 $1,000 미만에서 $10,000 미만까지로 폭 넓은 가격대에서 선택할 수 있습니다. 예로는 Formech, Mayku, Smartform이 있습니다.

  • DIY 열성형 장비: 열성형을 실험해보려는 열정이 넘치는 분들은 DIY장비를 소량 생산용으로 제작해볼 수 있습니다. DIY 장비는 대체적으로 표준 열성형 장비에 비해 더 경제적이지만 더 노동집약적이고 전문성이 필요합니다. 

A desktop pressure former produced by Mayku.

Mayku의 데스크톱 압력 성형기.

열성형 금형

진공 성형, 압력 성형, 매치드 몰드 성형, 기계 성형, 트윈 시트 성형 같은 열성형 기술은 거의 모두 일반적으로 패턴이 있는 금형을 사용해 플라스틱 시트를 최종 파트의 형태로 성형합니다. 

열성형 공정에서서 요하는 금형은 목재 수작업 조각, 플라스틱, 구조형 발포체, 유리 섬유, 엔지니어링 복합재 또는 금속의 CNC 기계 가공, 폴리머 3D 프린팅, 석고 또는 금속 주형 제작 등 다양한 제조 공정으로 개발할 수 있습니다.

금형 설계와 그 금형의 생산에 적합한 공정은 파트 디자인과 다음 요소에 따라 달라집니다.

  • 생산 물량: 목재, 석고, 복합재, 3D 프린팅 플라스틱 금형이 일반적으로 맞춤형 파트, 프로토타입에 사용하기에 가장 비용 효율적이라면 3D 프린팅, 기계 가공, 주형을 거친 폴리머와 복합재 금형은 중량 생산 실행에도 안성맞춤입니다. 대량 생산의 경우 금속 금형이 가장 일반적이며, 이는 금속 금형의 열전도도와 강도가 높아져 금형 표면 온도를 더 쉽게 제어할 수 있고 훨씬 균일한 파트를 얻을 수 있으며 생산 주기가 줄어들고 내구성이 탁월하기 때문입니다.

  • 파트 설계: 단순한 금형은 목재를 수작업으로 깎아 만드는 것이 이상적이지만 기하학적 형상이 복잡하고 정밀도와 정확도를 요하는 파트는 주형 작업과 기계 가공 또는 3D 프린팅 같은 디지털 도구를 이용하는 편이 더 적합합니다.

  • 열성형 온도: 열성형 소재에 따라 금형에 더 높은 내열성이 필요할 수 있습니다. 금형 냉각 채널을 추가하면 냉각 속도와 균일성은 개선하고 생산 주기는 단축할 수 있습니다.

  • 열성형력: 도구가 진공력이나 압력, 기계의 움직임 같이 공정과 관련된 성형력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 튼튼해야 합니다. 이러한 힘의 강도는 재료 유형, 시트 게이지, 표면 마감과 디테일 수준 같은 파트 품질 요구 사항에 따라 달라집니다.

  • 금형 설계 구성 요소: 금형에는 성형 공정의 공기 순환을 위한 여러 개의 환기 구멍과 파트를 이형하는 데 도움이 되는 구배 각도와 같은 중요한 구성 요소가 포함되어야 합니다.

  • 금형 표면 마감: 도구를 제작할 때는 표면 마감, 디테일 수준, 치수 정확도 및 안정성 등 파트 품질에 대한 요구 사항을 고려해야 합니다.

3D printed rapid tooling
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신속 툴링 안내서

이 백서에서는 사출 성형이나 열성형, 주조와 같은 기존 제조 공정과 신속 툴링을 결합하는 방법을 알아보겠습니다.

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3D 프린팅을 이용한 열성형 금형 제작

금형 제작에 사용되는 기존 방법은 종종 비용이 많이 들고 노동 집약적이며 리드 타임이 길어 열성형 공정의 효율성이 제한될 수 있습니다. 

열성형 공정용 금형을 제작하기 위해 광경화성 수지 조형 방식(SLA) 3D 프린팅으로 눈을 돌리는 기업이 많으며 이는 특히 단기 실행, 맞춤형 파트 제작, 프로토타입 설계를 위해 저렴한 가격에 처리 시간을 단축할 수 있으므로 신속 툴링으로도 알려져 있습니다. 3D 프린팅을 이용하면 복잡하고 정교한 금형을 제작할 때 타의 추종을 불허하는 디자인적 자유 또한 얻을 수 있습니다. Form 3+ 데스크톱 SLA 프린터로는 소형 금형을, Form 3L 대형 SLA 프린터로는 최대 33.5 × 20 × 30cm 크기의 금형을 제작할 수 있습니다.

3D 프린팅으로 열성형용 금형을 개발하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.

  • 속도: 3D 프린터를 이용하면 대체로 24시간 이내에 열성형용 중소형 크기의 금형을 만들 수 있습니다.

  • 비용 효율성: 제조업체에서 3D 프린팅을 이용하면 단기 실행, 맞춤형 파트용 열성형의 비용 효율성이 극적으로 증가하여 금형 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

  • 복잡한 금형 설계: 3D 프린팅을 이용하면 기존 제조 공정으로 복잡한 기하학적 형상의 금형을 개발하는 어려움을 겪지 않아도 됩니다. 예를 들어 3D 프린팅에 기계 가공이 어려운 디자인적 특징을 포함할 수 있고 여분의 통풍구 추가로 드로우 또는 압력에 효율성을 더해 성형 공정을 개선할 수 있습니다. 제조업체는 3D 프린터를 활용하여 트윈 시트 성형과 매치드 몰드 성형 같은 열성형에 사용할 복잡한 금형을 개발할 수도 있습니다. 

  • 신속한 금형 프로토타이핑: 제조업체는 3D 프린팅으로 다양한 금형 설계를 저렴한 비용으로 신속하게 반복하고 테스트할 수 있습니다. 그런 다음 3D 프린팅 금형은 최종 금형을 얻을 때까지 브릿지 제조 같은 맞춤형 파트와 소량 제조에 직접 사용할 수 있습니다.

  • 폭 넓은 소재 선택: 3D 프린팅에 다양한 재료를 사용할 수 있으므로 제조업체가 다양한 수준의 비용, 품질, 내열성 및 내구성을 가진 금형을 실험해볼 수 있습니다.

  • 표면 마감: SLA 및 레진 기반 3D 프린팅 기술을 이용하면 매끄러운 표면 마감과 높은 수준의 디테일을 얻을 수 있습니다.

  • 사용 용이성: 데스크톱과 벤치탑 SLA 3D 프린터는 구현, 작동, 유지 관리가 용이하므로 모든 열성형 워크플로에 이음새 없이 통합할 수 있고 3D 프린팅을 진행하는 동안 절약한 CNC 시간과 숙련된 작업자의 인건비를 고부가가치 작업에 투입할 수 있습니다.

제품 개발 회사인 Glassboard는 헬멧 외각 또는 포장재 같은 폴리카보네이트 프로토타입을 열성형 하는 데 3D 프린팅한 금형을 이용합니다.

열가소성 플라스틱으로 프로토타입을 제작하는 제품 개발 회사인 Glassboard는 Draft Resin의 프린팅 속도를 활용하여 금형과 헬멧 외각 또는 포장재 같은 열성형 폴리카보네이트 프로토타입을 신속하게 생산합니다. 작은 형상과 표면 전체에 진공이 더 고르게 분포되게 하기 위해 뚫은 구멍을 포함하여 예전에는 제조하기 쉽지 않았던 복잡한 형상의 금형을 제작할 수 있습니다.

Lush Molds

24시간 이내에 디테일이 살아 있고 질감 있는 디자인을 위한 진공 성형 금형을 얻고자 하는 화장품 제조사 Lush는 3D 프린팅 금형을 사용합니다.

이전의 화장품 제조사 Lush는 자사에서 엄청나게 인기를 끄는 제품에 사용할 마스터 금형을 수작업으로 제작했습니다. 하지만 최근에는 3D 프린팅으로 전환하여 상세하고 질감이 살아있는 디자인을 구현할 진공 성형 금형을 제작했습니다. 그 덕분에 24시간 이내에 컨셉을 제품으로 실현할 아이디어를 얻고 매년 1,000개 이상의 디자인 아이디어를 테스트할 수 있게 되었습니다. 

열성형용 3D 프린팅 금형은 맞춤형 또는 맞춤화 최종 사용 파트를 비용 효율적으로 제작하는 데에도 제격입니다. 예를 들어, 3D 프린팅 모델을 사용한 진공 성형 및 압력 성형은 치열 교정에 사용하는 투명 교정기를 생산하는 데 필수적인 방법입니다.

3D 프린팅 모델을 사용한 진공 성형 및 압력 성형은 치열 교정에 사용하는 투명 교정기를 제작하는 데 필수적인 방법입니다.

Formech thermoforming 3D printed mold with thermoformed part
웨비나

3D 프린팅으로 제작된 금형을 사용한 신속 열성형: 실용 가이드

3D 프린팅의 빠른 툴링 및 열성형의 결합을 통해 제품 개발의 속도를 가속하고, 비용과 리드 타임을 줄이며, 맞춤형 또는 소량의 제품을 손쉽게 생산할 수 있습니다.

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3D 프린팅으로 열성형용 금형을 제작하는 방법

3D 프린팅을 통합하여 열성형 공정의 속도를 높이면 위에서 강조한 기존 제조 워크플로가 변경됩니다. 3D 프린팅 워크플로에는 다음 단계가 포함됩니다.

  1. CAD 애플리케이션으로 금형을 설계합니다.

  2. 당사의 광범위한 소재 라이브러리에서 올바른 레진을 선택하고 Formlabs SLA 3D 프린터로 파트를 3D 프린팅합니다.

  3. 3D 프린팅 금형을 열성형 장비에 삽입하고 생산 공정을 진행합니다.

  4. 파트를 꺼내 표준 생산된 품목을 바로 사용할 수 있도록 준비를 마치는 데 필요할 수 있는 후처리 과정을 빠짐 없이 진행합니다.

Moldmaking
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3D 프린팅을 이용한 금형 제작: 프로토타이핑 및 생산 테크닉

백서를 다운로드하여 사출 성형, 진공 성형, 실리콘 성형 등을 포함하여 인하우스 SLA 3D 프린터로 제작 가능한 6가지 금형의 제작 공정에 대해 알아보세요. 

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3D 프린팅 열성형 금형 시작하기

3D 프린팅으로 제작된 금형과 열성형을 결합하면 유연성, 민첩성을 비롯하여 확장성과 비용 효율성까지 개선하여 생산 공정을 향상시킬 수 있습니다. 대량 생산으로 진행하기 전에 설계 및 소재 선택을 검증하고 열성형과 3D 프린팅 금형으로 최종 사용 파트를 맞춤형 또는 리미티드 시리즈로 생산해보세요.

백서를 다운로드하여 설계 지침, 세부 워크플로, 성형 공정 조건, 3D 프린팅 열성형 금형을 사용한 실제 사례 연구에 대해 자세히 알아보세요.