금형강은 툴링 프로젝트에서 가장 눈에 띄지 않으면서 가장 결과가 큰 소재 결정입니다. 잘 선택하면 금형은 수십만 쇼트에 걸쳐 비용을 회수하고, 잘못 선택하면 마모된 공구를 조기에 폐기하거나 필요 없던 경도에 공구 수명 내내 비용을 지출하게 됩니다.
1. 중요한 6가지 공구 소재
| 소재 | 경도 | 정격 수명 | 최적 용도 |
|---|---|---|---|
| P20(프리하드) | 28–32 HRC | 약 50만 쇼트 | 일반 생산 금형, 생활·산업 부품 |
| 718H / NAK80 | 37–43 HRC | 약 50만 쇼트 | 외관 중시·텍스처 부품, 중간~대량 생산 |
| H13(품열처리) | 48–52 HRC | 50만~100만+ 쇼트 | 유리충진·마모성 수지, 장수명 프로그램 |
| S136 스테인리스 | 48–52 HRC | 50만~100만+ 쇼트 | 광학·의료·투명 부품, 부식성 수지 |
| 7075 알루미늄(소프트) | 약 150 HB | 약 25,000~25,000+ 쇼트 | 시제품, 브리지 툴링, 시장 검증 |
| 베릴륨 동(인서트) | 약 36–40 HRC | 인서트 단위 | 냉각이 중요한 인서트, 깊은 코어, 얇은 리브 |
2. 강종 읽기: 숫자의 의미
P20, 비용 효율적인 기본값
제강소에서 28–32 HRC로 예열처리된 P20은 열처리 변형 위험 없이 바로 가공할 수 있습니다. 허용 가능한 수준의 연마(약 SPI B-1), 예측 가능한 가공성을 갖추고 약 500,000 쇼트까지의 대부분 생산 프로그램을 커버합니다. 연간 200,000개의 미충진 ABS 기능성 하우징에는 P20은 타협이 아니라, 올바른 설계 답입니다.
718H / NAK80, 외관을 위한 중간 지점
37–43 HRC로 예열처리된 이 강종군은 P20과 H13 사이를 잇습니다. 높은 경도는 연마 반응과 텍스처 선명도를 높이고, 표면이 생산 중 외관 품질을 더 오래 유지합니다. P20은 마모가 보이고 H13은 과다 사양이 되는 텍스처 부품, 외관 표면, 중간~대량 생산 프로그램의 표준 선택입니다.
H13, 장수명 워크호스
48–52 HRC로 품열처리된 H13은 진정한 내열균열성과 내마모성을 제공합니다. 유리섬유 충진 수지(유리섬유가 게이트와 캐비티를 훨씬 빠르게 침식함), 고온 엔지니어링 수지, 100만 쇼트 이상을 염두에 둔 모든 프로그램에 필수입니다. 대가는 가공성입니다. 품열처리 강재는 최종 형상을 위해 방전 가공과 연삭이 필요하고, 이는 납기에 나타납니다.
S136, 내식과 거울의 전문가
S136은 철저한 스테인리스강입니다. 이 조성이 P20과 H13이 줄 수 없는 두 가지를 제공합니다: 습기와 산성 수지 분해 생성물에 의한 부식 저항(PVC와 POM이 대표적), 그리고 광학·의료 표면을 위한 SPI A-1 거울 연마성입니다. 부품이 투명, 의료용이거나 부식성 수지를 가동한다면 S136은 사치가 아닙니다. 표준 ABS 하우징이라면 회수되지 않는 돈입니다.
7075 알루미늄, 수명보다 속도
소프트 툴링은 강재보다 약 4배 빠르게 가공되어 생산 공구의 일부 비용으로 2–3주 만에 초도 시료를 제공합니다. 수명은 수지와 형상에 따라 약 25,000–25,000+ 쇼트, 시장 검증, 출시 물량, 브리지 생산에는 충분하지만 지속 대량 생산에는 부족합니다. 알루미늄의 뛰어난 열전도율은 사이클도 단축하여 검증 기간 중 짧은 수명을 부분적으로 상쇄합니다.
베릴륨 동, 핫스팟 해결사
BeCu는 캐비티 강재가 아니라, 공구강의 3–4배 열전도율을 가진 인서트 소재입니다. 기존 채널로 냉각할 수 없는 깊은 코어와 얇은 리브에는 BeCu 인서트를 사용하여 싱크 마크와 사이클 증가가 생기는 지점의 열을 빼냅니다. 표적형 솔루션입니다: 수백 달러의 인서트가 공구 수명 동안 쇼트당 수 초의 사이클을 절약하는 경우가 많습니다.
3. 선택 로직: 수지 먼저, 그다음 물량
| 당신의 상황 | 추천 강종 | 이유 |
|---|---|---|
| 미충진 ABS/PP/PE, 50만 쇼트 미만 | P20 | 충분한 수명에 총비용 최저 |
| 유리충진 PA/PP/PBT | H13 | 유리섬유 마모에는 경화 표면 필요 |
| 중간~대량 생산 텍스처 외관 부품 | 718H / NAK80 | 품열처리 없이 최상의 연마·텍스처 반응 |
| 투명·광학·의료 | S136 | 거울 연마와 내식성 겸비 |
| PVC, POM, 부식성 수지 | S136(+크롬 도금) | 산성 분해 생성물 저항 |
| 출시 물량, 설계 검증 | 7075 알루미늄 | 비용의 일부로 2–3주 만에 초도 시료 |
| 깊은 코어, 얇은 리브, 핫스팟 | 임의 강재 + BeCu 인서트 | 열전도율이 채널이 닿지 않는 곳을 해결 |
4. 표면 처리: 표적형 수명 연장
열처리는 공구 전체를 경화하고, 표면 처리는 마모가 일어나는 곳만 경화합니다. 함께 쓰면 중급 강재도 체급 이상의 성능을 냅니다:
- 질화, 표면을 65+ HRC로 경화하여 품열처리 변형 없이 게이트, 셧오프 같은 고마모 부위 수명을 2–3배 늘립니다. P20급 공구의 유리충진 프로그램을 위한 표준 업그레이드입니다.
- 하드 크롬 도금, 마모 표면 보호와 수지 공격 부위의 부식 보호. 이형성도 개선합니다.
- 무전해 니켈, 도금 두께 편차가 치수 문제를 일으키는 복잡 형상에 균일한 피막을 제공합니다.
5. 결정 트리
이 가이드에서 다른 것은 기억하지 못해도 이 순서는 기억하세요:
- 유리충진 또는 마모성 수지를 가동하나요? → H13
- 부품이 투명, 의료용이거나 부식성 수지를 가동하나요? → S136
- 표면이 외관용 텍스처로 대량 생산하나요? → 718H / NAK80
- 미충진 수지에 50만 쇼트 미만인가요? → P20
- 검증을 위해 몇 주 내에 부품이 필요한가요? → 7075 알루미늄
- 냉각이 닿지 않는 핫스팟이 있나요? → 베이스 강재와 관계없이 BeCu 인서트
강재 과다 사양은 구매자가 툴링에 과다 지불하는 가장 흔한 원인이고, 과소 사양은 두 번 지불하게 하는 가장 흔한 원인입니다. 수지, 연간 물량, 외관 요건을 금형 제작사에 알려주면 적합한 강재는 대개 5분 대화로 결정됩니다.