엔겔의 전동식 사출성형기 / 사진. 엔겔

액체 실리콘 고무(이하 LSR)는 전기·전자 부품을 비롯해 자동차와 각종 산업용 씰 등 높은 정밀도가 요구되는 부품에 활용되고 있다. 특히 전자부품을 외부 환경으로부터 보호하는 씰이나 기밀성이 중요한 부품은 미세한 치수 편차도 제품 성능에 영향을 미칠 수 있어 안정적인 성형 공정 구축이 중요하다.

LSR 가공에서는 낮은 점도의 소재 특성으로 인해 금형 사이의 미세한 틈으로 재료가 유입되면서 플래시가 발생할 수 있다. 플래시가 발생하면 후가공이나 재작업이 필요해지고 생산성과 품질 관리에도 영향을 줄 수 있다. 따라서 금형을 균일하게 밀착시키고 사출 과정에서 안정적인 클램핑 상태를 유지하는 것이 주요 과제로 꼽힌다.

엔겔(ENGEL)의 Victory Electric은 이러한 LSR 성형의 특성을 고려한 타이바리스 구조의 전동식 사출성형기다. 금형을 체결하는 과정에서 플래튼에 작용하는 힘을 균일하게 분산시키는 구조를 통해 금형의 평행도를 유지하고 안정적인 성형 조건을 구현하는 데 초점을 맞췄다.

Victory Electric의 핵심적인 특징 가운데 하나는 타이바가 없는 클램핑 구조다. 일반적인 사출성형기는 타이바를 통해 클램핑력을 전달하는 구조를 사용하지만, 타이바리스 설계는 금형 주변에 개방된 공간을 확보하면서 플래튼 전체에 걸쳐 균일한 클램핑력을 구현할 수 있도록 설계됐다.

금형 체결 시 클램핑력이 특정 지점에 집중되면 금형의 미세한 변형이나 평행도 변화가 발생할 수 있다. 반면 균일한 힘이 금형에 전달되면 사출 과정에서 금형이 안정적으로 밀착된 상태를 유지하는 데 유리하다. 이는 미세한 틈새를 통해 LSR이 빠져나가 발생하는 플래시를 줄이는 데 중요한 요소가 된다.

금형 주변의 접근성이 높다는 점도 타이바리스 구조의 특징이다. 타이바가 차지하는 공간이 없어 금형 주변에서 작업할 수 있는 영역이 넓어지며, 금형 교체나 유지보수뿐 아니라 주변 장치와 자동화 설비를 배치하는 데에도 유연성을 확보할 수 있다.

LSR 성형에서 사출성형기의 정밀한 클램핑 성능과 함께 금형 설계 및 소재 공급 시스템의 안정성도 중요하다. 엔겔은 금형 제작 파트너인 ACH 솔루션과 함께 LSR 특성에 대응할 수 있는 금형 기술을 적용하고 있다.

금형에는 서보샷(Servoshot) 기술이 적용돼 액체 실리콘의 특성에 맞춰 정밀한 성형을 지원한다. 강력한 진공 보조 배출과 정밀한 금형 구조를 통해 성형 과정에서 발생할 수 있는 공기와 관련된 문제에 대응하며, 소재 특성을 고려한 캐비티 표면을 통해 성형품의 안정적인 이형을 지원한다.

성형 이후에는 엔겔 Viper 40 로봇과 맞춤형 엔드오브암 툴을 활용한 자동 취출 공정이 연계된다. 이를 통해 작업자가 직접 성형품을 취급하는 과정을 줄이고, 성형 직후의 부품을 자동으로 취출해 후속 공정으로 연결할 수 있다.

LSR 성형의 안정성을 높이기 위해서는 금형과 사출성형기의 기계적 정밀도뿐 아니라 소재 공급 상태를 지속적으로 관리하는 것도 필요하다. LSR은 배치나 점도 조건에 따라 공정 특성이 달라질 수 있기 때문이다.

엔겔은 계량 장치의 공급 압력을 모니터링하는 압력 모니터링 기능을 통해 소재 공급 과정에서 발생하는 이상을 조기에 감지할 수 있도록 했다. 공급 압력이 기준을 벗어나는 경우 작업자가 문제를 확인하고 대응할 수 있어 생산 중단이나 불량 발생으로 이어지는 상황을 줄이는 데 활용할 수 있다.

여기에 엔겔의 iQ 중량 제어 기능을 적용해 사출 과정에서 발생하는 소재의 변화를 관리한다. 성형품의 중량을 지속적으로 분석하고 공정 조건 변화에 대응함으로써 소재의 점도 변화에 따른 품질 편차와 불필요한 폐기물 발생을 최소화하는 방식이다.

동사는 타이바리스 전동식 사출성형기를 중심으로 정밀 금형과 자동화, 공정 모니터링 기술을 결합해 이러한 요소를 하나의 생산 시스템으로 구성하고 있다. 이를 통해 플래시와 재작업을 줄이면서 치수 정밀도와 공정 신뢰성을 동시에 확보하는 방향으로 LSR 성형 기술을 고도화하고 있다.