플라스틱 시제품 소량생산 방법 알아보기

플라스틱 시제품 소량생산 방법은 무엇이 있는지 알아보도록 하겠습니다.

대량생산하기 전 디자인 확인과 설계검증을 위해 시제품제작을 하는데요, 금형제작비용이 비싸다 보니 제작 후에는 설계를 수정하거나 할 수 없고, 디자인이나 기능적인 부분이 잘못되었다면 금형을 다시 제작해야하기 때문에 프로토타입 과정을 거치지 않으면 비용손실이 어마무시합니다.

그래서 미리 제작을 해보고 설계수정을 거치면서 완성된 마지막 제품을 가지고 대량생산에 들어갑니다.

소량생산은 초기 창업기업 및 예비 창업자의 경우 금형제작 비용이 많이 들어 저비용 소량생산을 통해 시장반응을 보고 테스트 한 후 생산에 들어가서 리스크를 최소화 할 수 있고, 다품종 소량생산이 가능하며 제작 일정이 짧다는 장점이 있고, 단점이라면 소량으로 제작되다 보니 생산단가가 대량생산 보다는 높고, 수량의 한계가 있습니다.

 

그렇다면 시제품제작 시 어떤 방법들을 활용할까?

시제품은 한 두 개의 제품만 있어도 되지만 필요에 따라 몇 수십개 또는 수백개까지 제작을 하기도 하는데요, 수백개의 수량으로 금형제작을 하기에는 비용이 많이 들기때문에 소량생산에 적합한 방법들이 있습니다.

지금부터 소량생산 방법 종류와 특징 몇 가지를 소개해드리도록 하겠습니다.

 

 

1. QDM

QDM이란 Quick Delivery Mold의 줄임말로 단기간에 제작 가능한 금형을 뜻하며 간이금형, 시작금형, 시금형으로도 불리는 이 가공법은 금형 사출과 아주 유사한 방법으로 단일 품종 소량생산을 위한 방법입니다.

주로 제품의 신뢰성, 구조 검증이나 설계 데이터 검증, 금형 구조 검증 등 여러 제반 문제점을 사전에 검증하기 위해 활용합니다.

 

시금형은 다른 금형과는 다르게 무른 소재를 사용하는데 그게 바로 빠르게 금형을 제작할 수 있게끔 해주며 이는 사용하면서 제품 생산 숫자가 늘어날수록 수명이 줄어드는데요, 금형을 한 번 열었다 다는 것을 1shot이라고 합니다.

최대 3,000~5,000 Shot까지 찍어낼 수 있고, 상대적으로 비용이 저렴해 소량제작 시 많이 활용합니다.

 

이 방식의 장점이라 함은 금형 제작 기간이 짧다는 것과 금형 제작 비용이 저렴하다는 것인데요, 초기 시간과 비용 투자가 적다는 것이 시작 금형의 가장 큰 장점이라 할 수 있습니다.

하지만 시작금형은 코어의 크기가 정해져 있어 이 크기보다 큰 제품은 제작할 수 없고, 코어 재질이 무르기 때문에 견딜 수 있는 일정 수준을 넘어서면 사출 품질이 떨어지며 원래는 단단한 소재일수록 세밀하고, 정교하게 다듬을 수 있기 때문에 정밀도가 비교적 떨어진다는 단점이 있습니다.

 

 

2. 진공주형

액상의 제품 재질과 경화재를 혼합한 유동성 재질을 진공상태로 만들어서 실리콘 재질의 몰드에 주입한 뒤 딱딱하게 굳혀 소량의 제품을 제작하는 방식으로 사용하는 몰드의 재질에 따라 실리콘 주형법이라고도 불리며 기압의 차를 이용합니다.

제작 시 사용하는 액상의 제품 재질은 대량생산에서 사용하는 열가소성 수지가 아닌 열경화성 수지를 이용합니다.

주로 100개 미만의 제품을 샘플로 제작할 때 많이 사용하는 방법으로 금형 제작 속도는 최소 10배 이상 빠르고 금액 또한 저렴하면서 디자인의 수정사항이나 재질의 변동에 발 빠르게 대응할 수 있는 장점이 있습니다.

다만 재질적 차이를 극복하지 못해서 열가소성 수지류와 열경화성 수지류의 차이에서 오는 것으로 일반적인 제품 사용에는 차이가 없지만 200도 이상이거나 고강도를 섬세하게 요구하는 제품에는 아직 맞지 않을 수 있습니다.

 

 

3. 진공성형

여러 재질의 플라스틱 시트에 열을 가해 부드럽게 한 뒤 대기압력작용으로 틀에 맞게 꽉 끼게 해서 성형하여 만드는 제조방법을 말하는데요, 진공성형은 디자이너, 엔지니어는 물론 산업 환경에서도 활발히 사용되고 있습니다.

 

열성형은 가장 오래된 플라스틱 기술 중 하나로 일상생활에서 볼 수 있는 대부분의 플라스틱 제품은 이 기술을 사용하여 생산된다 해도 과언이 아닙니다.

 

이 방식은 설비 비용이 저렴하고, 금형 소재를 다양하게 활용하며 얇은 두께의 성형이 가능하고, 비용이 저렴하다는 장점이 있으며 장식보호, 마무리 가공이 양호합니다.

다만 정밀한 두께 조정이 어렵고, 후가공, 마무리 작업이 필요하며 스크랩이 다량으로 발생하며 시트의 선 제조가 필요하다는 단점이 있습니다.

 

 

4. 3D프린터

3D프린터는 3D도면을 바탕으로 3차원 물체를 만들어내는 기계를 뜻하며 다품종소량생산에 특화된 방식으로 아주 소량인 한두 개의 제품도 제작 가능하다는 장점이 있습니다.

그 외에도 절삭가공과 달리 소재를 녹여 한층 한층 쌓아 올려 형상을 제작하는 방식이기 때문에 소재 낭비가 적고, 빠른 속도와 용이성으로 시간을 단축시킬 수 있으며 형상이 복잡한 제품도 제작 가능합니다.

 

다만 색상과 재료가 한정적이고, 다품종 소량생산에 적합한 방식이라 수량이 많아질수록 비용이 비싸지고 시간이 오래 걸려서 대량생산에는 적합하지 않은 방법이라 할 수 있습니다.

무엇보다 정밀도가 낮고, 강도와 내구성이 제한적이라는 단점이 있습니다.

 

지금까지 플라스틱 시제품 소량생산 방법들을 알아보았는데요, 이번 포스팅은 종류와 간단한 소개만 해보았는데요, 다음 포스팅에는 각각의 특징과 함께 상세하게 포스팅할게요!