소량 사출을 사내에 들였습니다 — 공압 탁상 사출기와 알루미늄 2판식 자작 금형
한 줄 요약
100개, 500개짜리 사출을 맡길 데가 마땅치 않았습니다. 그래서 공압식 탁상 사출기와 알루미늄 2판식 금형을 직접 만들어 사내에서 하기로 했습니다. 이 글은 첫 사출까지의 기록입니다.
왜 직접 만들었나
의뢰가 꾸준히 들어오는데 받을 수가 없었습니다.
100개만 사출해 주세요. 이 요청을 처리할 방법이 없습니다. 일반 사출 공장의 최소 수량은 보통 수천에서 수만 개입니다. 기존 금형이 없으면 금형비만 수백만 원부터 시작하고, 그 금형비를 100개로 나누면 개당 단가가 말이 안 됩니다. 공장도 받을 이유가 없고 발주자도 낼 이유가 없습니다.
그래서 3D프린팅으로 대체하게 됩니다. 포유테크도 3D 프린팅 서비스를 운영하고 있으니 그걸 권하면 됩니다. 그런데 거기서 막히는 건이 계속 나왔습니다.
- 층간 강도가 필요한 부품 — 프린팅 적층 방향으로 쪼개집니다
- 양산 재질로 검증해야 하는 부품 — PP의 유연성, ABS의 충격 강도는 프린팅으로 재현할 수 없습니다
- 표면이 제품 품질인 부품 — 후가공을 해도 사출면과 다릅니다
- 수량이 300개쯤 되는 부품 — 프린팅 비용이 금형비를 넘어섭니다
이 구간을 비워두는 게 아까웠습니다. 사내에 CNC가 있고, 가공할 사람이 있고, 제어 설비를 만들어 온 회사입니다. 금형을 직접 깎고 사출기를 직접 세팅하면 될 일이었습니다.
장비 구성
중국산 공압식 탁상 사출기를 들였습니다. 유압식이 아니라 공압식이라서 콤프레서만 있으면 됩니다.
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 구동 방식 | 공압 실린더 (에어 콤프레서 구동) |
| 샷 용량 | 30 g |
| 노즐 | 구경 Ø4 mm, 외경 Ø10 mm, 구면 선단 |
| 가열 | 밴드히터 2단, 구간별 독립 온도 제어 |
| 온도 제어 | REX-C 계열 PID 컨트롤러 2기 |
| 공압 | 2단 에어필터 + 레귤레이터 |
| 설치 | 탁상형, 단상 220 V |
온도 컨트롤러를 두 개로 나눈 게 핵심입니다. 배럴 전체를 한 온도로 잡으면 투입부에서 펠릿이 먼저 녹아 붙고 노즐에서는 덜 녹은 재료가 나옵니다. 호퍼 쪽은 낮게, 노즐 쪽은 높게 구간을 나눠야 안정적으로 나옵니다.
공압 쪽은 필터를 2단으로 넣었습니다. 콤프레서에서 넘어오는 수분과 오일이 실린더에 들어가면 사출 압력이 샷마다 달라집니다. 소량 사출에서 샷 재현성이 흔들리면 10개 중 3개가 미성형으로 나옵니다.
금형은 직접 깎았습니다
알루미늄 2판식입니다. 사내 CNC로 가공했습니다.
사진이 파팅면을 열어놓은 상태입니다. 캐비티와 러너, V형 게이트가 보입니다. 앞에 놓인 검정·흰색 혼색 부품이 첫 사출로 나온 결과물입니다. 색이 섞인 건 이전 재료가 배럴에 남아 있던 것으로, 퍼지를 몇 샷 더 하면 단색으로 나옵니다.
2026년 10월 15일, 첫 사출이 성립했습니다.
실제로 판단해야 했던 것들
같은 걸 고민하시는 분께 도움이 될 내용만 적습니다. 검색해서 오신 분은 해당 항목만 보셔도 됩니다.
100개 만들려는데 사출 공장이 안 받아줄 때
상황 — 시제품 검증이 끝나서 소량 양산을 해야 하는데, 사출 공장은 최소 수량을 맞춰 달라고 하고 금형비 견적이 수백만 원대로 돌아옵니다.
이유 — 공장의 비용 구조 때문입니다. 금형 설치와 조건 세팅에만 반나절이 들어갑니다. 1,000개를 뽑든 10만 개를 뽑든 그 시간은 똑같이 들어가기 때문에, 수량이 적으면 개당 단가가 성립하지 않습니다. 공장이 불친절한 게 아니라 구조가 그렇습니다.
대안 — 금형을 가볍게 만드는 겁니다. 강재 대신 알루미늄, 다판식 대신 2판식, 자동 취출 대신 수동 취출, 핫러너 대신 콜드러너. 수명과 사이클을 포기하는 대신 금형비를 10분의 1로 내립니다. 1,000개 이하라면 포기한 것들이 전부 필요 없던 것들입니다.
3D프린팅으로 할까, 사출로 할까
비용만 보면 200개 전후가 분기점입니다.
| 가정 | 값 |
|---|---|
| 간이금형 비용 | 100만 원 |
| 3D프린팅 개당 | 5,000원 |
| 사출 개당(재료+가공) | 500원 |
| 손익분기 | 약 220개 |
계산식은 금형비 ÷ (프린팅 단가 − 사출 단가)입니다. 부품이 크면 프린팅 단가가 올라가서 분기점이 더 내려오고, 금형이 복잡하면 올라갑니다.
그런데 수량보다 재질이 더 중요한 경우가 많습니다. 시제품 검증이 목적이라면 양산과 같은 재질로 만들어야 검증에 의미가 있습니다. 프린팅 재료로 통과한 낙하 시험은 사출품에서 다시 해야 합니다. 그러면 50개짜리도 사출로 가는 게 맞습니다.
반대로 형상 확인만 하는 단계라면 사출로 갈 이유가 없습니다. 금형을 파고 나면 형상 수정이 비싸집니다. 치수와 조립성을 프린팅으로 몇 바퀴 돌려 확정한 다음에 금형을 파는 순서가 맞습니다.
금형을 알루미늄으로 만들어도 되나
소량이면 알루미늄이 맞습니다.
| 구분 | 알루미늄 | 강재(P20, NAK80 등) |
|---|---|---|
| 가공 속도 | 빠름 | 느림 |
| 수명 | 수천 샷 | 수십만 샷 |
| 열전도 | 좋음 — 사이클 짧음 | 보통 |
| 수정 | 쉬움 | 어려움 |
| 비용 | 낮음 | 높음 |
열전도가 좋다는 게 생각보다 큽니다. 알루미늄은 냉각이 빨라 사이클이 짧아집니다. 수냉 라인 없이도 자연 냉각으로 돌릴 수 있는 수준입니다. 간이 설비에서는 이게 결정적입니다.
수명이 수천 샷이면 1,000개 이하에서는 문제가 되지 않습니다. 형상에 가는 리브나 깊은 코어가 있으면 그 부분이 먼저 마모되니 거기만 강재 인서트로 넣으면 됩니다. 양산 확정 후에 강재로 다시 파면 되고, 그때는 수량이 금형비를 받쳐 줍니다.
2판식 금형에서 게이트를 어디에 두나
이 금형은 V형 게이트를 썼습니다. 파팅면에 V홈을 파서 러너에서 캐비티로 넘기는 방식입니다.
V형을 쓴 이유 — 가공이 엔드밀 한 번으로 끝나고, 게이트 단면적을 홈 깊이로 조절할 수 있습니다. 2판식 수동 취출에서는 게이트 자리를 니퍼로 자르게 되므로 정밀한 게이트 형상이 필요하지 않습니다.
게이트 위치를 잡는 기준 세 가지입니다.
- 두꺼운 쪽에 붙입니다. 얇은 데서 두꺼운 데로 채우면 두꺼운 부분이 덜 채워져 수축 자국이 납니다.
- 외관면을 피합니다. 게이트 자리는 자른 흔적이 남습니다. 뒷면이나 조립되면 안 보이는 면으로 보냅니다.
- 흐름 길이를 짧게 가져갑니다. 공압 사출기는 유압식만큼 압력이 높지 않아서 흐름이 길면 끝까지 안 채워집니다.
노즐 구경이 Ø4 mm라는 점은 제약입니다. 작은 부품에는 과한 구경이라 러너와 게이트가 커지고, 제거 흔적도 그만큼 남습니다. 작은 부품을 여러 개 붙여 뽑는 다캐비티 구성이 오히려 맞습니다.
공압식 탁상 사출기로 되는 것과 안 되는 것
솔직히 적겠습니다. 과장해서 받아놓고 안 되면 서로 손해입니다.
되는 것
- 샷 용량 30 g 이내 부품 — 러너를 포함한 전체 중량 기준
- 범용 수지 — PP, PE, ABS, PS 계열
- 수량 1,000개 이하
- 치수 공차가 ±0.1 mm 수준으로 관대한 부품
- 단순 2판 분리로 빼낼 수 있는 형상
안 되는 것
- 30 g 넘는 부품 — 샷 용량 한계입니다
- 엔지니어링 플라스틱 — PC, PA, POM은 고온·고압이 필요해 장비 사양을 넘습니다
- 언더컷 — 슬라이드 코어가 들어가면 간이금형이 아니게 됩니다
- 인서트 사출, 2색 사출
- 공차 ±0.02 mm 급 정밀 부품
- 하루 수천 개 양산 — 수동 취출이라 사이클이 느립니다
실리콘 사출 금형도 되나
됩니다. 다만 진공주형(RTV)과 실리콘 사출은 다른 공정이라 구분해서 보셔야 합니다.
- 진공주형 — 2액형 실리콘을 몰드에 부어 경화. 수십 개 단위, 금형이 실리콘이나 수지
- 실리콘 사출 — LSR/HTV를 금형에 사출해 가교. 수백~수천 개 단위, 금형은 금속
포유테크가 준비하는 건 실리콘 사출쪽입니다. 금형 구성은 열가소성 사출과 비슷하지만 가열 가교라서 금형 온도 조건이 반대로 들어갑니다. 열가소성은 금형을 차게 해서 굳히고, 실리콘은 금형을 뜨겁게 해서 가교시킵니다.
지금 상태와 준비 중인 것
지금 가능합니다
- 형상 검토와 사출 가능성 판단 — 3D 파일 주시면 바로
- 알루미늄 간이금형 설계와 가공
- 30 g 이내 범용 수지 소량 사출
- 3D 프린팅으로 먼저 돌려보고 사출로 넘기는 2단 진행
준비 중입니다
- 교체형 인서트 방식 범용 몰드베이스 — 80×100 mm 규격. 베이스를 공용으로 쓰고 캐비티 인서트만 바꾸면 금형비가 더 내려갑니다. 두 벌 100만 원 이하를 목표로 잡고 있습니다.
- 재질별 사출 조건 데이터 축적 — PP, ABS, PS 샷 조건을 쌓는 중입니다
- 실리콘 사출 금형 라인
첫 사출이 성립한 단계입니다. 수년간 돌려온 서비스가 아닙니다. 그래서 문의를 주시면 가능한 것과 안 되는 것을 먼저 말씀드립니다. 안 되는 걸 받아서 납기를 못 맞추는 게 서로에게 가장 손해입니다.
포유테크는 어떤 회사인가
포유테크는 인천 계양구 계양지식산업센터에 있는 스마트 제조 기업입니다. 산업 설비의 기구 설계, 제어 설계, 정밀 가공, 시제품 제작을 한 곳에서 처리합니다.
- 특허 9건 보유
- 나라장터·S2B(학교장터) 등록 — 학교·관공서·공공기관 거래 가능
- 자체 제품: 레이저 마킹 장비(포유마킹), 브라우저 기반 CAM(포유캠), 3D 프린팅 서비스(3D4U)
- CNC 가공, 3D 프린팅, 레이저 가공 설비 보유
3인 규모로 운영하기 때문에 대표가 직접 설계하고 직접 연락받습니다. 영업 담당을 거치지 않습니다.
금형 가공과 사출을 같은 건물에서 합니다. 외주로 금형을 맡기면 조건이 안 나올 때 왕복이 생기지만, 한 곳에 있으면 그날 수정해서 그날 다시 쏴 봅니다.
맡기실 수 있는 범위
| 범위 | 내용 |
|---|---|
| 소량 사출 | 30 g 이내 범용 수지, 1,000개 이하 |
| 간이금형 제작 | 알루미늄 2판식 설계·가공 |
| 3D 프린팅 | 형상 검증, 치수 확인 단계 |
| 정밀 가공 | CNC 3축, 지그·부품 단품 가공 |
| 형상 검토 | 사출 가능 여부와 금형 구성 판단만 |
도면이 없어도 됩니다. 실물 사진과 대략적인 치수, 필요 수량, 원하는 재질만 알려주시면 가능 여부부터 말씀드립니다.
문의
- 이메일 — 3d4utech@naver.com
- 전화 — 070-7510-4839
- 주소 — 인천 계양구 계양지식산업센터 313호