홀(Hole)
부품 내의 홀은 고정 지점 역할, 다른 부품과의 관통 통로 제공, 부품의 중량 감소 등 다양한 기능을 가질 수 있습니다.
홀 형상
가장 일반적인 홀 형상은 원형입니다. 필요한 코어 핀(core pin)은 다양한 크기와 재질로 흔히 사용할 수 있는 표준 부품입니다. 코어 핀을 사용하면 약간 더 크거나 작은 코어 핀으로 교체할 때 금형 수정을 최소화하여 가공 유연성을 제공합니다.
물론 모든 홀이 원형일 필요는 없으며, 항상 원형일 순 없습니다. 다양한 형상의 홀은 커스텀 코어를 사용하여 가공할 수 있습니다.
홀 방향
금형 제작 관점에서 볼 때, 금형의 성형 방향과 평행한 중심선을 갖는 홀이 가장 쉽게 제조됩니다. 단순한 구성의 고정 코어는 견고하고 유지보수가 적으며 상대적으로 비용이 저렴합니다.
금형 개방 방향에 평행하지 않은 축을 가진 홀은 주로 리트랙터블 핀(retractable pin) 또는 분할 금형(split tool)을 사용하여 제작됩니다. 코어 핀은 이젝션을 용이하게 하기 위해 드로우 폴리싱(draw polishing) 및 드래프트(draft) 각을 포함해야 합니다. 일부 경우에는 리트랙터블 코어를 사용하지 않아도 되는데, 부품 설계에서 극단적인 테이퍼(taper)가 허용된다면, 금형의 주 고정 코어로 그 방향과 수직인 홀도 성형될 수 있습니다.
홀 깊이
홀은 관통홀(through hole) 또는 블라인드 홀(blind hole)이 될 수 있습니다. 관통홀은 부품의 벽을 완전히 관통하여 양쪽에 개구부가 있습니다. 반면, 블라인드 홀은 특정 깊이까지만 관통하고, 반대편까지 뚫리지 않습니다.
홀의 관통 여부는 제조 관점에서 큰 차이를 만듭니다. 관통홀인 경우 코어가 양쪽에서 지지될 수 있습니다. 코어가 길거나 얇을수록 이러한 양단 지지가 더욱 중요합니다. 코어가 양쪽에서 지지되면 사출성형 중 굽힘이나 파손 가능성이 줄어듭니다.
사출성형 중 용융재가 코어 핀을 둘러싸면서 코어 반대편에 웰드라인(weldline)이 형성됩니다. 강도 또는 외관상 웰드라인이 허용되지 않는 경우, 성형 후 후가공(드릴링)을 고려해 부분적으로 코어링을 적용할 수 있습니다.
홀 치수 적용 가이드
앞서 언급한 바와 같이 코어 핀의 길이, 즉 홀의 깊이는 사출 공정 중 용융 수지에 의해 발생하는 처짐(deflection)에 저항할 수 있는 코어 핀의 성능에 의해 제한됩니다. 관통홀의 경우 금형 캐비티 양쪽에서 코어를 지지할 수 있어 블라인드 홀보다 더 긴 제작이 가능합니다. 다음은 홀 치수 적용을 위한 일반적인 가이드라인입니다:
- 블라인드 홀의 깊이는 홀 직경의 3배를 초과하지 않아야 합니다(도면 1 참고).
- 직경이 5mm 미만의 작은 홀에는 깊이 대비 직경 비율을 2로 적용합니다.
블라인드 홀 설계 권장 사항
블라인드 홀의 경우, 반대면의 표면 결함을 방지하기 위해 홀 바닥 두께는 홀 직경의 20% 이상이어야 합니다. 벽 두께가 더욱 균일할수록 품질이 향상됩니다(그림 2 참고).
관통 코어
관통 홀의 경우, 동일 코어 크기의 길이는 블라인드 홀에 비해 두 배까지 설계할 수 있습니다(그림 3 참고).
더 긴 코어가 필요한 경우에는 성형 충진 중 코어에 균일한 압력 분포가 이루어지도록 금형 설계를 신중하게 수행하여 처짐을 최소화해야 합니다.
최소 홀 간격 치수
두 홀 간, 또는 홀과 부품 경계 간 최소 거리는 부품 두께의 2배 또는 홀 직경의 2배 중 더 큰 값을 적용해야 합니다(그림 4 참고).