코러게이션, 리브 및 거싯

코러게이션을 설계에 추가하면 해당 방향의 평면 표면 강성을 높일 수 있습니다(그림 1 참조). 코러게이션은 매우 효율적이며, 많은 추가 재료 사용이나 냉각 시간 증가 없이 구현할 수 있습니다. 이러한 추가 강성은 재료가 중립축으로부터 평균적으로 더 멀리 위치하게 되어, 즉 단면 2차 모멘트가 증가함으로써 얻어집니다.

리브 추가 시, 다음과 같은 치수 설계 기준을 적용해야 합니다(그림 2 참조):

• 리브의 두께는 일반 벽 두께의 약 50~60%가 되어야 합니다. Ex이 값을 초과하면 리브 반대면에 싱크 마크가 발생할 수 있습니다. 또한, 사출 시 재료 흐름에 부정적인 영향을 미쳐 웰드라인 및 빈 공간(보이드)이 발생할 수 있습니다.
• 리브 높이는 일반 벽 두께의 3배를 초과하지 않아야 합니다. 리브가 너무 깊으면 금형 충진이 어려워지며, 이젝션 시 금형에 달라붙을 수 있습니다.
• 리브 측면에는 1 - 1.5도의 드래프트 앵글을 적용해야 합니다. 즉, 리브는 위쪽으로 갈수록 약간 얇아지는 경사를 가져야 하며, 이는 몰드에서 제품 배출이 용이하도록 합니다. 낮은 리브나 예외적인 경우에는 더 작은 드래프트 앵글 또는 무드래프트도 허용될 수 있으나, 이로 인해 흠집·스크래치 등 외관 결함이나 사출 후 배출 문제 발생 가능성이 있습니다.
• 리브와 기준 벽이 만나는 리브 바닥에는 일반 벽 두께의 25 - 50%에 해당하는 반경(Radius)을 적용해야 하며, 최소 0.4mm 이상의 반경이 권장됩니다. 이를 통해 응력 집중을 방지하고, 리브 주변의 유동 및 냉각 특성을 개선할 수 있습니다. 50%를 초과하는 반경 적용 시 국부적으로 재료가 집적되며, 이로 인해 사출잔류응력, 빈 공간, 싱크 마크 발생 위험이 증가할 수 있습니다.
• 두 개의 평행한 리브 사이의 간격은 최소 일반 벽 두께의 2배 이상으로 설계해야 합니다. 이는 금형에서 냉각이 어려운 취약한 '블레이드' 형상의 생성 및 파손 위험을 방지합니다.

리브를 배치할 때는 다음과 같은 배치 지침을 따라야 합니다(도면 3 참조):

• 리브는 가급적 용융 플로우 방향과 평행하게 설계해야 합니다. 리브를 가로질러 흐르는 경우, 유동이 분기되어 가스 트랩이나 머무름이 발생할 수 있으며, 머무름 현상은 내부 응력 및 쇼트(Short Shot) 발생 확률을 높입니다.
• 평행 리브의 간격은 최소 기준 벽 두께의 2배 이상으로 설계해야 하며, 이는 냉각 문제 예방 및 금형 내 얇은 블레이드 사용 방지에 도움이 됩니다.
• 리브는 최대 강성을 확보하기 위해 굽힘 축과 평행하게 배치해야 합니다. 예를 들어, 도면 3과 같이 길쭉한 얇은 플레이트를 단순 지지할 경우 리브를 길이 방향으로 추가하면 강성이 크게 증가하지만, 플레이트의 너비 방향에 리브를 추가하면 개선 효과는 거의 없습니다.

프로파일이나 박스형 단면에 리브를 적용할 때 리브의 위치와 방향은 추가 강성에 중요한 영향을 미칩니다. 이는 도면 4에 시각적으로 나타나 있습니다.

• • 대각선 리브를 약간 분리시키면 강성이 35% 감소합니다.
  • 설계에 짧은 수직 리브를 추가하면 비틀림 강성이 추가로 5% 더 감소합니다(도면 5 참조).

거싯(Gusset)은 코너, 측벽 및 보스(Boss)의 보강에 사용될 수 있습니다. 거싯은 리브(Rib)의 하위 집합으로 간주할 수 있으며, 따라서 리브의 치수 설계 및 배치에 관한 가이드라인이 거싯에도 동일하게 적용됩니다(도면 6, 7 참조).