이노비즈경영컨설팅 정문기 전문위원

사출 불량의 문제점을 어떻게 검토할 것인가, 해결 방안은 무엇인가에 대해서 설명한다. 확대 촬영에 의한 사출 문제점 검토를 살펴보면, 확대 촬영의 목적은 사출금형 실무 작업자가 육안으로 보고 불량을 파악하는 데는 오류가 많이 발생하므로 정확한 불량 유형을 파악하기 위함이다. 

그래서 확대 촬영을 하면 좋은데, 여기에는 사전 지식이 필요하다. 불량 유형에 대한 인지 능력이 있어야 하며, 또한 촬영할 수 있는 도구 및 설비로 USB현미경, 비접촉좌표측정기, 3차원현미경 등도 필요하다.

USB현미경은 30~50배율 정도로 사용할 수 있는데, 최근에는 200~250배율까지 촬영할 수 있는 것이 나오고 있다. 또한 비접촉좌표측정기는 거래처에 치수 데이터를 제출하기 위해 많이 사용하는데, 배율은 렌즈를 어떤 것을 끼우는지에 따라 다르며 초점을 맞추면 불량 유형을 넓게 볼 수 있다. 

3차원현미경은 가격이 비싸기 때문에 주로 대기업에서 보유하고 있는데, 1,000배까지 확대할 수 있어 미크론 단위의 치수를 잴 수 있는 특성이 있다.

확대 촬영에 의한 불량 원인 검토 첫 번째 사례를 살펴본다. 

부위는 헤드라이트 쪽으로, 정확한 불량 유형을 파악하기 위해 불량 샘플을 80개 모았다. 이 80개의 불량 샘플을 2차 검사를 해서 검사원이 불량 현상의 재현 판단을 명확하게 하지 못한 것을 제외하고, 불량을 확신하는 것만 30개가 남았다. 

이 30개에 대해 확대 촬영을 실시해서 불량품에 번호를 붙이고 구역을 정해 놨다. 이번 측정에서 1차는 USB현미경으로, 2차는 비접촉좌표측정기, 3차는 3차원현미경으로 측정했다. 

검사원이 선별한 불량 유형 중 중국에서는 잡질이라고 불리는 불량이 있다. 이 잡질은 스틸 조각 또는 가스 가루로 판단된다. 불량 분포 위치를 파악해 본 결과, 불량 30개가 주로 러너와 게이트 주변에 집중 발생하고 있었다.

30개의 불량 중 이 구역에서 22개가 발생하므로 거의 70%의 불량이 발생한다고 할 수 있다. 이 러너와 게이트 부분에 심각한 문제가 있다는 현상 파악을 하고 관련 부분을 관찰했다.

밸브게이트와 러너 주변에 가스가 많이 발생해 주변 파팅라인에 가스가 누적된다. 이 가스가 말라붙어 금형이 열리고 닫히고 하는 과정에서 제품이 눌러 붙는다. 헤드라이트는 굉장히 민감한 부분이기 때문에 이러한 불량은 용납이 안 된다.

두 번째 검토 사례는 베젤 부분이다. 사출에 전사라는 특성이 있어 금형이 그대로 전사되어 나오는데, 온도가 낮으면 전사가 안 되서 불량이 발생하게 된다. 비접촉좌표측정기로 30배 확대 촬영해 본 결과, 게이트 주변에 외관 불량이 발생했다.

현상 파악을 위해 3차원현미경으로 100배 확대해서 봤더니 식은 수지가 유입되어 플로마크가 생겼다. 수지 선단이 직접 가열이 아니라서 온도가 내려가면 플로마크 등이 생긴다.

이것은 콜드슬러그웰 크기가 부족하여 밸브노즐 초기 식은 수지가 러너로 유입되는 것이 원인이라고 생각하여 콜드슬러그웰을 연장해서 개선했다. 또한 러너가 길게 되어 있어 긴 러너 통과 과정에서 발생한 식은 수지가 유입되어 불량이 발생하게 된다. 그래서 홈을 붙이고 원형 테이퍼를 주어 불량을 50% 정도 줄일 수 있었다. 

세 번째 검토 사례는 작업자들이 웰드라인이라고 표현하는 외관 불량이 발생했다. 쇼트쇼트 상태 확인 결과 각 단계별 수지 선단에 레코드 현상이 발생했다. 수지 선단부 유형에 따라 불량이 발생하는데, 이 제품에서는 정상적인 수지 선단을 확인할 수 없었다.

웰드라인의 시편을 잘라서 3차원현미경으로 확대 촬영해 본 결과, 수지 선단부 스킨층의 고화된 형상은 흐름라인 발생부에서 유동을 멈추고 수지 선단 내부에 있는 용융수지가 제품 끝단까지 유동을 하여 성형을 완료한다. 흐름라인을 개선하기 위해 러너를 개선했다.

정리 : 김정아 기자 (prmoed@hellot.net)