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작성자 : 최고관리자
작성일 : 2014-11-05 조회 : 2,297
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금형공학은 1940년대에 주로 끌과 망치로 형상을 본떠 만든 금형으로부터 열경화성 제품을 생산하는 것이 시초였다. 이후 1950년대 말부터 금형을 이용하여 열가소성 플라스틱 제품을 만들었고 일본으로부터 금형기술을 배우기 시작했다. 1960년에 들어서는 플라스틱의 산업화로 인해 금형기술을 통한 플라스틱 생활용품 생산이 주를 이뤘다. 이후 1970년대에 들어서서 점차 산업용 금형을 도입하고 금형 기업체들의 활성화가 이루어지면서 금형의 산업화가 시작되었다.
1980년대에는 금형공학의 체계가 잡히기 시작하면서 국가 기간산업으로 지명되어 금형공학이 우리나라에서 양적으로나 질적으로 한층 발전할 수 있었던 아주 중요한 시기가 되었다. 이때부터 정밀도 향상을 위해 NC, CNC 공작기계 및 CAD, CAM system이 도입되었다. 그리고 1990년대부터는 특수 금형을 국내에서 제작할 수 있게 되어 이때부터 금형 제품을 수출하기 시작하면서 금형공학의 전성기로 진입하였다. 2000년대에 들어서부터는 국내 금형업계 제품의 해외 수출량이 증가함과 동시에 금형공학도 더불어 발전해 나가게 되었다.
금형공학이 발전하는 데에는 필요한 제품을 만들기 위해 다양하게 개발된 금형 방법들이 큰 일조를 했다. 현재 금형산업에서 가장 잘 사용되고 있는 사출금형(injection mould)이나 단조금형(forging die), 고무금형(rubber mould) 등이 대표적인 예이다.
간단히 살펴보면 사출금형은 고분자 재료를 가열한 상태에서 강한 압력을 가하여 코어(core)와 캐비티(cavity) 사이의 빈 공간에 주입한 후 냉각시키면 성형품이 만들어지게 되는 금형 방법이다. 주로 자동차 부품, 항공기 부품, 컴퓨터, 핸드폰의 소재를 제작하는 데 사용되며, 일상 제품을 만드는 데 가장 많이 이용되는 금형이다.
단조금형은 공구강 등을 냉간 또는 가열한 상태에서 해머나 프레스로 충격이나 압력을 가하여 원하는 형상으로 만들어내는 금형 방법이다. 대부분의 단조품은 열간가공을 하기 때문에 금형재료의 기계적, 열적 특성이 좋아야 한다. 가공한 후에는 표면 다듬질 작업을 거친 후 완전한 금형제품으로 만들어진다.
고무금형은 고무 및 합성고무에 열과 압력을 가하여 고무제품을 성형하는 금형으로 플라스틱의 압축성형법과 유사하다. 주로 유리제품의 생산에 사용된다.
금형공학을 배우는 데 있어 가장 중요한 것은 바로 기계적 성질이다. 금형으로 사용되기 위해서는 높은 내마모성과 경도를 요구하는데, 이를 위해 퀜칭(quenching)과 템퍼링(tempering) 처리를 통해 기계적 성질을 개선할 수 있다. 금형의 수명은 내마모성이 좌우하지만 파손에 의해서도 수명이 줄어들기도 한다. 이러한 경우를 위해 내마모성이 조금 낮아지더라도 경도를 높이기 위해서 위와 같은 열처리를 할 필요가 있다. 그리고 열처리를 할 경우에도 열처리에 의한 변형이 생길 수 있으므로 변형량이 적은 강을 선택해야 한다. 또한 높은 내마모성과 경도를 얻기 위해서는 표면경화를 해야 한다. 그 외에도 금형에 관련된 기계적 성질은 다양하다.
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