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[INTERMOLD Review ①] 금형인들의 축제, INTERMOLD KOREA 2017

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지난 3월 7일부터 11일까지 5일 동안 제23회 국제금형 및 관련기기전(INTERMOLD KOREA 2017)이 열렸다. 1981년 처음으로 개최되어 올해 23회를 맞이한 INTERMOLD KOREA는 금형인들의 축제라고 해도 과언이 아니다. 올해 전시회에는 한국, 일본, 독일, 미국 등 20개국 450개사가 참가해 금형 관련 제품 및 기술을 선보였다.

INTERMOLD KOREA 2017 첫 날 이뤄진 개막식 현장
INTERMOLD KOREA 2017 첫 날 이뤄진 개막식 현장

이번 전시회는 지난해와 마찬가지로 플라스틱산업전(KOPLAS), 냉난방공조전(HARFKO)과 함께 개최되어 연관 산업 간 시너지 효과를 누릴 수 있었다. 이에 따라 올해 INTERMOLD KOREA는 5일간 6만 6,840명의 참관객이 방문했으며, 특히 지난 전시보다 해외 바이어의 참관이 대폭 증가했다.

전시회 기간 중에는 ‘2017 한국금형 및 부품 해외바이어 초청 상담회’가 함께 개최되기도 했다. 이번 상담회에는 국내 금형 및 부품 제조업체 42개사와 해외의 실수요 기업 18개사가 참여했으며, 2,320만 달러의 수출 상담 실적을 거두었다.
전시회 기간 중에는 ‘2017 한국금형 및 부품 해외바이어 초청 상담회’가 함께 개최되기도 했다. 이번 상담회에는 국내 금형 및 부품 제조업체 42개사와 해외의 실수요 기업 18개사가 참여했으며, 2,320만 달러의 수출 상담 실적을 거두었다.

전시회장에서는 ‘스마트’ 또는 ‘4차 산업혁명에 대비하기 위한’이라는 수식어를 단 솔루션을 어렵지 않게 찾아볼 수 있었다. 새로운 시대가 다가오고 있음을 느낄 수 있는 대목이었다. 한편으로는 정밀도 및 생산성 향상을 위한 전통적인 솔루션 역시 많은 관심을 모았다.

INTERMOLD KOREA 2017 전시회장 곳곳에서는 업체별 제품 소개와 세미나가 진행되어 참관객들의 열띤 참여를 불러일으켰다.
INTERMOLD KOREA 2017 전시회장 곳곳에서는 업체별 제품 소개와 세미나가 진행되어 참관객들의 열띤 참여를 불러일으켰다.

한국금형공업협동조합 박순황 이사장은 “INTERMOLD KOREA 2017이 우리 금형 산업의 경쟁력 강화를 모색하고 앞으로 나아갈 방향을 점검해 보는 기회가 되었으면 한다”는 바람을 내비쳤다.

이번 전시회에는 두루무역, 마팔하이테코, 미쓰도요 등 13개 기업이 모여 정밀금형솔루션공동관을 구성해 눈길을 끌었다. 공동관에서는 제품 설계부터 금형 가공, 측정에 이르기까지 각 제조 공정에 최적화된 솔루션을 만나볼 수 있었다.
이번 전시회에는 두루무역, 마팔하이테코, 미쓰도요 등 13개 기업이 모여 정밀금형솔루션공동관을 구성해 눈길을 끌었다. 공동관에서는 제품 설계부터 금형 가공, 측정에 이르기까지 각 제조 공정에 최적화된 솔루션을 만나볼 수 있었다.

제조업은 변하고 있고, 금형 가공을 둘러싼 환경도 변하고 있다. 더 튼튼한 금형을 위해 새로운 소재들이 지속적으로 개발되고 있고 그 단단한 소재를 깎기 위한 장비와 툴도 새롭게 개발되고 있다. 게다가 제조업계의 화두인 4차 산업혁명이 금형 제작 업계라고 예외일 이유도 없다. 이에 지난달 개최된 INTERMOLD KOREA 2017에서 소재부터 가공, 소프트웨어, 후처리에 이르기까지 금형을 둘러싼 트렌드를 살펴봤다. 그 첫 번째는 바로 ‘금형강(die steel)’이다.

고장력강판 성형용 냉간공구강 TD1

스테인리스 특수강을 전문적으로 생산하는 세아창원특수강은 이번 전시회를 통해 고장력강판 성형용 냉간공구강 TD1과 다이캐스팅용 열간공구강 DC1, 플라스틱 금형강인 SMAT E와 TP4MHH 등을 선보였다.

최근 자동차 제조 분야에서 경량화와 연비 절감이 중요한 과제로 떠 오르면서 고장력강판의 중요성이 커지고 있다. 문제는 고장력강판을 성형하는 데 있어 금형에 걸리는 부하를 해소하는 것이 쉽지 않은 일이라는 점이다. 고장력강판 성형 공정은 크게 드로잉(Drawing)과 트리밍(Trimming) 공정의 두 가지로 나눌 수 있다. 이들 공정에서는 스크래치, 코팅 박리, 칩핑 등의 문제가 주로 발생하는데, 이러한 문제를 해결하기 위해서는 소재의 내마모성이 증대되어야 한다.

고장력강판 성형용 냉간공구강 TD1으로 제작한 금형
고장력강판 성형용 냉간공구강 TD1으로 제작한 금형

이에 세아창원특수강은 기존의 STD11에 비해 C와 Cr이 적게 첨가되어 있으며 Q/T 열처리를 통해 경도와 인성, 내마모성이 향상된 냉간 공구강 TD1을 출시했다. TD1은 냉간 상태에서 소재를 성형하는 금형이나 공구 등에 활용할 수 있다. STD11과 동일한 조건의 열처리를 적용할 수 있는 동시에 STD11보다 내마모성과 피로강도, 기계가공성이 향상되었다. 또 초고장력강판에 적용한 결과 금형의 수명이 15~75% 가량 향상되었다.

다이캐스팅용 열간공구강 DC1

DC1은 열간 금형 분야의 고효율화와 대형화 에 대응하기 위해 기존의 STD61 대비 인성 및 열 균형(heat check) 저항성을 높인 열간 공구강이다. 열 균형 저항성을 높인 요인은 바로 경도와 인성 간의 균형이다. 또 STD61 대비 연화저항성이 개선되어 금형 수명에 좋은 영향을 미친다. 기계가공성이 높아져 공구 마모를 줄일 수 있다는 장점도 있다.

다이캐스팅용 열간공구강 DC1 으로 제작한 자동차 엔진 타이밍 체인 커버 금형
다이캐스팅용 열간공구강 DC1으로 제작한 자동차 엔진 타이밍 체인 커버 금형

플라스틱 금형강 SMAT E와 TP4MHH

세미나에서는 플라스틱 금형을 위한 SMAT E와 TP4MHH 역시 소개되었다. 우선 SMAT E는 특수한 정련을 거쳐 소재 내의 비금속 개재물과 편석을 최소화해 경면성이 높은 플라스틱 사출용 금형강이다. 이러한 특성으로 인해 주로 렌즈 금형, TV 프론트 베젤용 금형 등에 활용된다. 실제로 한 고객사에서는 SMAT E에 대해 수입재 대비 건드릴 가공성이 높으며, 엔드밀 또는 드릴 가공 시 공구 마모가 적다고 평가했다.

세아창원특수강의 플라스틱 금형강 TP4MHH
세아창원특수강의 플라스틱 금형강 TP4MHH

TP4MHH는 동일한 플라스틱 금형강이나 SMAT E와는 달리 ‘높은 경도’를 가장 큰 특징으로 내세운다. TP4MHH는 기존의 SNCM계 합금 공구강인 TP4M에서 경화능 원소의 첨가량을 조정한 고경도 플라스틱 금형강으로, 경도는 HRC 35~38가량이다. 헤어라인 부식 금형이나 자동차 범퍼와 같이 높은 품질을 필요로 하는 대형 금형에 주로 쓰인다.

플라스틱 금형강 CENA-V

특수강 및 공구강 등을 공급하는 히타치한국금속 역시 새롭게 개발한 플라스틱 금형강 CENA-V와 냉간금형강 SLD-i를 소개했다.

최근 중국과 아세안 지역의 플라스틱 금형 생산량이 증가하고 있다. 자동차 부품의 경량화 추세에 힘입어 이러한 경향은 앞으로도 강화될 것으로 보인다. 플라스틱 금형이 필요로 하는 특성으로는 크게 다섯 가지가 있다. 경면성과 내마모성, 경제성, 가공성, 내식성이 바로 그것이다.

플라스틱 금형강 CENA-V
플라스틱 금형강 CENA-V

CENA-V는 그 중에서도 특히 ‘내식성’에 주목한 금형강이다. 실제로 플라스틱 금형의 불량 요인 중 가장 큰 비중(42%)을 차지하는 것이 ‘녹 발생’이다. 부식 문제는 기후가 온난다습한 아세안 지역에서 특히 치명적이다. CENA-V는 P21계 강종과 비교해 녹 발생이 적어 금형을 보관 또는 운송하는 데 있어 방청 처리를 간소화할 수 있으며, 금형 사용 중 녹이나 부식으로 인해 표면이 거칠어지는 현상을 막을 수 있다. 또한 질화처리를 통해 경도를 1,000HV까지 높일 수 있다.

냉간공구강 SLD-i

금형을 가공한 뒤 열처리를 가하면 소재 특성 상 어느 정도의 치수 변화가 일어난다. 문제는 그 변화가 균일하지 않다는 점이다. 불균일한 치수 변화는 금형 수명 편차의 원인이 된다. 그렇다면 어떻게 해야 열 처리 변형의 억제와 등방성을 실현할 수 있을까. 열쇠는 바로 ‘1차 탄화물의 분포’에 있다. 기존의 8Cr강이나 SKD11은 탄화물의 분포가 고르지 않다. 탄화물 이외의 영역은 탄화물보다 부드러워 쉽게 마모된다.

반면 SLD-i는 탄화물의 크기 및 분포가 고르기 때문에 생산 로트 간 특성이 균일하며 시간 흐름에 따른 변화가 적다. 또 같은 경도의 8Cr강과 비교했을 때, SLD-i의 마모량이 더 적었다.

다이캐스팅용 금형강 EX1, EX2

한립은 독일 SWG 사(Schmiewerke Groeditz)의 다이캐스팅용 금형강 EX1, EX2 를 선보였다. SWG는 235년 이상 특수강과 금형 소재를 개발 및 생산해온 기업으로, 유럽 최대 규모의 ESR(Electro Slag Remelting) 설비를 보유하고 있다. ESR 과정을 거친 소재는 청정도가 높으며 성분 분포가 모든 방향에서 고르게 나타난다. 또한 EX1, EX2 두 금형강은 높은 화학 성분비 구성을 위해 EFS라는 특수 열처리 공정도 거친다. ESR 및 EFR 과정을 통해 EX1과 EX2는 인성을 한 단계 높일 수 있으며, 소재의 성분 분포가 모든 방향에서 균일하게 나타난다.

한립의 부스에 전시된 다양한 종류의 금형강
한립의 부스에 전시된 다양한 종류의 금형강

 

About 김솔 기자

다양한 취재 경험을 살려 여러분께 읽고 싶은 기사, 재미있는 기사 보여 드리겠습니다:)