금형 제작을 위한 사전 준비

1) 고객과 펄프 패키지 디자인 컨셉 협의 및 확정

  • 포장 제품 확인
  • 패키지의 형태와 구조 협의
  • 뚜껑, 힌지, 제품 수납 방식 등 필요한 기능 검토
  • 고객과 최종 디자인 컨셉 확정

2) 3D 도면 제작

  • 확정된 디자인 컨셉을 3D 도면으로 구현
  • 제품 크기와 형태, 구조 등을 검토
  • 이후 금형 제작의 기준이 되는 데이터 완성

금형 제작 및 샘플 평가

1) 샘플 금형 제작 및 샘플 평가

3D 도면이 완성되면 바로 양산 금형을 제작하지 않고 먼저 1 Cavity 샘플 금형을 제작합니다.

샘플 금형의 목적은 실제 펄프 제품을 만들어 보면서 3D 도면 데이터가 펄프 패키지 제작에 접합 한지를 확인하는 것입니다.

고객과 함께 샘플 제품 품평회를 진행하여 제품의 형태, 치수, 수납 상태, 구조 및 사용성 등을 확인하고 필요한 수정 사항을 정리하여 양산 금형 제작에 반영합니다.

    ※ 샘플 금형 제작 진행 Tip

  • 제품 수납 부문의 사이즈 편차에 민감하지 않은 패키지의 경우 3D 인쇄로 대체
  • 패키지의 양산 금형  적용 Cavity 수량이 한 개인 경우 직접 양산 금형 제작 

   ※ 샘플 금형 제작 기간: 약 10~15일

2) 양산 금형 제작 및 샘플 평가

샘플 금형을 통해 제품의 사양을 검증하고 수정 사항을 반영한 후 양산 금형을 제작합니다.

양산 금형은 실제 생산에 사용되는 금형으로, 포장하려는 제품의 크기와 생산 수량 등을 고려하여 최적의 Cavity 수량을 설계합니다.

양산 금형 제작이 완료되면 다시 실제 제품을 제작하여 최종적으로 제품의 사양과 생산 품질 확보성을 확인합니다.

필요한 수정 사항이 발견되면 양산 금형을 수정하고, 검증이 완료되면 최종 금형을 완성합니다.

양산 금형 제작 기간: 약 15~20일

금형의 구성과 주요 사양

1) 금형 구성

펄프 패키지 제작 주요 공정은 성형/압착/커팅 공정이며, 각 공정은 상하로 구성된 금형에 의한 상하 압착 작업으로 이루어 집니다.

① 성형 금형

펄프 패키지의 최초 모양을 형성하는 성형 공정에서 사용하는 금형으로 주로 알루미늄 합금과 ABS 소재로 제작 합니다.

② 압착 금형

압착 금형은 성형 후 건조된 건식 펄프를 고압으로 프레스하여 최종적인 외형을 완성하는 공정에 사용하는 금형입니다.

건식 펄프는 성형 후 건조 과정에서 제품이 수축하거나 주름이 발생하기 때문에, 압착 공정을 통해 제품의 주름을 제어하고 건식 펄프 패키지의 최종 형상을 확정합니다.

또한 이 공정에서 제품 표면에 필요한 음각 형태의 로고나 슬로건 등을 압인할 수 있습니다.

압착 금형은 주로 알루미늄 합금으로 제작합니다.

③ 열압착 금형

열압착 금형은 성형된 습식 펄프를 고온·고압으로 압착하여 건조와 형상 완성을 동시에 진행하는 공정에 사용하는 금형입니다.

습식 펄프는 별도의 건조 공정을 거치지 않고 열압착 과정에서 펄프 내부의 수분을 증기 형태로 제거하면서 제품의 외형을 확정합니다.

또한 제품 표면에 필요한 음각 또는 양각 형태의 로고나 슬로건을 압인할 수도 있습니다.

열압착 금형은 높은 온도와 압력을 견뎌야 하므로 내열성이 우수한 알루미늄 합금을 사용하여 제작합니다.

④ 커팅 금형

커팅 금형은 압착 또는 열압착 공정을 거쳐 외형이 완성된 펄프 패키지를 최종 제품 형태로 마무리하는 금형입니다.

제품의 외곽을 정확한 형태와 치수로 커팅하는 것은 물론, 제품의 구조와 용도에 따라 힌지 접지선, 펀칭 홈 등의 가공도 커팅 공정에서 이루어집니다.

특히 뚜껑이 본체와 연결된 일체형 펄프 패키지의 경우, 힌지 부분에 점선 커팅이나 반칼 등의 방법을 적용하여 뚜껑이 자연스럽게 접힐 수 있도록 합니다.

커팅 금형은 제품 형상에 맞는 지그와 커팅 칼날판으로 구성되며, 커팅 칼날은 생산 과정에서 마모되거나 손상될 수 있는 소모성 부품입니다.

커팅 금형의 칼날판은 주로 강철 재질로 제작합니다.

습식 펄프 패키지 제작에 사용되는 금형
습식 펄프 패키지 제작에 사용하는 성형금형과 열압착 금형

※ 금형 종류와 주요 기능

금형 종류 적용 공정 주요 기능 주요 재질
성형 금형 성형 펄프 패키지의 최초 형상을 형성 알루미늄 합금 + ABS
압착 금형 건식 압착 건조된 펄프의 외형 확정 및 음각 로고·슬로건 압인 알루미늄 합금
열압착
금형		 습식 열압착 수분 제거, 외형 확정 및 음각·양각 로고·슬로건 압인 알루미늄 합금
커팅 금형 커팅 외곽 커팅, 힌지 접지선, 펀칭 홈 등 최종 가공 강철

 ※ 금형 사이즈

구분 일반적인 금형 크기 높이
건식 펄프 약 600 × 500 mm 통상 200 mm까지
습식 펄프 약 750 × 550 mm 통상 200 mm까지
특수 사이즈 약 900 × 900 mm 제품에 따라 적용

양산 금형과 양산성 검증

금형이 완성되었다고 해서 바로 대량 생산을 시작하는 것은 아닙니다.

실제 생산에서는 금형의 Cavity 수, 성형 속도, 압착 또는 열압착 공정의 생산성 등을 종합적으로 검토해야 합니다.

특히 EcopackStory의 생산 경험상 성형과 압착(열압착)의 생산성은 약 3:1 정도의 차이가 있습니다.

즉, 같은 시간 동안 성형 금형에서 제품 3개를 생산할 수 있을 때 압착 또는 열압착에서는 약 1개를 처리하는 수준입니다.

따라서 생산 수량이 많은 경우에는 압착 또는 열압착 공정이 전체 생산의 병목이 될 수 있습니다.

예를 들어 월 5만 개 이상의 납품이 필요한 경우, 생산량과 납기를 검토하여 압착 또는 열압착 금형을 한 세트 추가 제작하는 방법으로 생산 능력을 높일 수 있습니다.

이처럼 양산 금형을 제작할 때는 단순히 제품이 만들어지는 지만 확인하는 것이 아니라 실제 필요한 생산량을 안정적으로 확보할 수 있는지도 함께 검증해야 합니다.

마무리

펄프 패키지의 금형 제작은 단순히 제품의 모양을 금속으로 만드는 과정이 아닙니다.

고객과 디자인 컨셉을 확정하고 → 3D 도면을 제작하고 → 샘플 금형으로 실제 제품을 만들어 설계를 검증하고 → 수정사항을 반영하여 양산 금형을 제작하고 → 다시 양산 샘플과 생산성을 검증하는 과정을 거쳐 하나의 금형이 완성됩니다.

또한 실제 양산에서는 제품의 크기와 구조뿐만 아니라 Cavity 수, 공정별 생산성, 금형의 유지관리까지 고려해야 합니다.

결국 좋은 펄프 패키지를 만들기 위해서는 좋은 디자인뿐만 아니라, 그 디자인을 안정적인 양산 제품으로 연결할 수 있는 금형 설계와 검증 과정이 중요합니다.

EcopackStory에서는 앞으로도 펄프 패키지 제조 관련 다양한 내용을 하나씩 소개하겠습니다.