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[INTERMOLD Review ⑧] 금형, 만든다고 끝이 아니다

금형, 만든다고 끝이 아니다. 수십만 번에 이르는 쇼트를 견디기 위해서는 표면처리를 통해 금형의 내구도를 높일 필요가 있다. 이번 인터몰드 2017에서는 올리콘발저스코팅코리아와 한국신소재산업에서 각각 새로운 금형 코팅 솔루션과 마이크로 블라스팅 기술을 선보였다. 이제 표면처리 기술을 통해 유종의 미를 거둬보자.

금형 코팅의 새로운 지평을 열다 – 올리콘발저스코팅코리아

세미나를 통해 신제품을 발표하는 올리콘발저스코팅코리아(유) 정세진 이사
세미나를 통해 신제품을 발표하는 올리콘발저스코팅코리아(유) 정세진 이사

올리콘발저스코팅코리아는 지난해 개발된 코팅인 BALINIT 크로마(CROMA)와 함께 BALINIT 포메라(FORMERA)를 선보였다.

BALINIT 크로마 플러스
BALINIT 크로마 플러스

우선 크로마는 CrN(질화크롬) 베이스의 코팅으로 기존 코팅에 비해 물성치가 향상되었다는 점이 특징이며, 금형의 마모를 줄이고 메탈 플로우를 개선한다. 그렇다면 크로마는 기존의 크롬 도금과 비교해 어떤 점에서 달라졌을까. 우선 비커스 경도가 2,500 가량으로 향상되었으며, 마찰계수 역시 기존 CrN 코팅보다 조금 더 낮다. 또 코팅 단면을 보면 기존 CrN 코팅은 하나의 층으로 이루어진 반면에 크로마는 다층 구조를 이루고 있어 메탈 플로우가 개선되었다. 크로마는 ‘생산성’에 초점을 맞춘 코팅이라고 볼 수 있다. 실제로 경도가 높아 금형의 마모가 적으며, 다층 구조이므로 충격에도 강하다. 또 기존 CrN 코팅에 비해 마찰계수가 낮아져 양산 시 공구 비용을 줄일 수 있다. 크로마는 자동차 부품 또는 전자부품 금형에 주로 활용되고 있으며, 크로마 플러스는 플라스틱 사출 금형의 내식성을 향상시킨다. 올리콘발저스는 기존의 CrN 코팅을 크로마 코팅으로 대체해 나갈 계획이라고 한다.

BALINIT 포메라
BALINIT 포메라

마찬가지로 지난해 출시된 포메라 코팅은 크로마와 달리 CrAIN을 베이스로 한다. 이름에서도 알 수 있듯 포메라는 고장력강판의 포밍에 적합한 코팅이다. 최근 자동차 업계에서는 경량화와 안정성을 모두 확보하기 위해 고장력강판과 핫 스탬핑에 집중하고 있다. 실제로 일부 국내 자동차 메이커는 차체 등의 파트를 고장력강판의 핫 스탬핑으로 제작한다고 한다. 문제는 고장력강판이 단단해도 너무 단단하다는 사실. 이로 인해 마멸마모가 생기기 쉬우며, 마멸마모가 추가적으로 진행되면서 발생하는 마찰열로 인해 응착마모가 생길 수 있다. 포메라는 코팅 밀착력이 뛰어나며 내마모성이 대폭 향상되어 금형의 수명 향상에 도움을 준다.

작은 입자로 때리는 새로운 표면 처리 방식 – 한국신소재산업

마이크로 블라스팅은 독일, 스위스 등 유럽에서는 이미 보편적으로 사용하고 있는 표면처리 기술이다. 특수 제조된 미세 분말인 메디아(Media)를 처리 목적에 따라 표면에 분사함으로써 표면 조도를 개선시키고 이형성 및 윤활성을 부여한다.

마이크로 블라스팅 장비 PEENMATIC 770S
마이크로 블라스팅 장비 PEENMATIC 770S

제품에 따라 다르지만 마이크로 블라스팅 처리 방법은 기본적으로 2~3단계로 구분할 수 있다. 처음은 날카로운 형상의 메디아를 분사시켜 표면에 형성되어 있는 방전 백층(white layer)이나 기계가공 층을 제거하는 표면 청소 단계다. 표면 청소가 끝나면 구 형태의 입자를 분사시켜 표면에 노출된 미세 크랙과 미세 홀을 닫고 표면을 평탄하고 치밀하게 만든다. 필요하다면 3차 처리를 하여 치밀화된 표면에 딤플 형상을 부여하고 이형성과 윤활성을 향상시킬 수도 있다.

마이크로 블라스팅 표면처리 전 후 비교 샘플
마이크로 블라스팅 표면처리 전후 비교 샘플
마이크로 블라스팅 기술에 대해 설명하고 있는 한국신소재산업 최양원 대표이사
마이크로 블라스팅 기술에 대해 설명하고 있는 한국신소재산업 최양원 대표이사

마이크로 블라스팅의 효과는 다양한데, 특히 기계 가공한 금형의 표면 처리 시에도 탁월한 효과를 자랑한다. 기계 가공 중에 만들어진 표면의 버나 가공선은 수지의 흐름을 방해하고 제품의 이형, 인출을 어렵게 만든다. 또 제품 표면에 전사되어 제품 품질을 떨어뜨리기도 한다. 여기에 마이크로 블라스팅 기술을 적용하면 금형 표면에 생긴 가공선을 제거하여 수지의 흐름을 원활하게 한다. 표면 품질 및 표면 밀도를 높여 제품 품질을 향상시키고 사출 압력을 감소시키며, 흐름성 개선과 이형성을 향상시켜 사이클을 감소시킬 수 있다.

About 송해영 기자

제조업이 꼭 어려울 필요 있나요? 쉽지만 깊은 기사를 쓰기 위해 노력하고 있습니다:)