모델·금형용 보드 선택 방법

01 주요 네 가지 보드

주요 수지는 에폭시, 폴리우레탄, 불포화 폴리에스터입니다. 경량 보드도 PU지만 발포 구조로 밀도, 경도, 용도가 일반 모델 보드와 달라 별도로 다룹니다.

미세한 표면은 작고 균일한 기포에 달려 있습니다. 거친 기포 폼은 주로 내부 지지재로 사용합니다. 모델 표면에는 치밀하고 균일한 보드를 사용해야 가공 후 충전·연마가 줄어듭니다.

02 가열 금형 제작은 에폭시부터 검토

내열 마스터와 금형은 에폭시를 우선 선택합니다. 상온 모델은 추가 비용 없이 용도에 맞는 PU, 폴리에스터, 경량 보드를 선택할 수 있습니다. 다만 에폭시 금형용 프리프레그는 낮은 초기 경화 온도에서도 경화 적합성이 중요합니다.

약 60°C 경화 프리프레그에도 에폭시를 권장하는 이유

일반적인 저온 경화 공정은 마스터에서 약 60°C 초기 경화 후 탈형하여 고온 후경화합니다. 마스터는 초기 온도만 받으므로 일부 PU도 내열 조건을 만족하지만, 접촉면 수지가 정상 경화하는지는 별도 확인해야 합니다.

일부 PU와 이소시아네이트 경화계는 가열 경화 에폭시 프리프레그의 계면 경화를 억제할 수 있습니다. 발생 여부는 배합, 경화 상태, 프리프레그 수지에 따라 다릅니다. 내열성과 경화 적합성은 독립된 요구 사항입니다.

이러한 프리프레그에는 적합한 실러·이형 시스템을 갖춘 에폭시 마스터를 강력히 권장합니다. PU 등을 사용할 때는 실제 보드·코팅·프리프레그 조합으로 경화를 시험합니다.

마스터에서 약 60°C 초기 경화만 한다면 Tg 약 110–130°C를 출발점으로 온도 여유와 비용을 검토합니다. 금형이 마스터 위에서 고온 후경화까지 한다면 전체 주기의 최고 온도로 다시 선정합니다.

03 에폭시 가공 품질과 치수 안정성

정밀도는 가공 후 안정성과 가열 시 치수 변화에 좌우됩니다. 충분한 인성과 치밀하고 매끄러운 표면도 보수·후처리를 줄입니다.

1. 가공 후 변형 억제. 황삭·정삭 후 형상과 치수를 유지해야 합니다. 접착 블랭크는 접착제 경화와 지지를 관리하여 휨을 방지합니다.
2. 낮은 열팽창. 실제 온도 범위의 선팽창계수로 초기 경화 변위를 추정합니다. 크기와 온도 상승이 클수록 중요합니다.
3. 적절한 인성. 얇은 모서리·작은 반경·구멍이 가공 중 깨지거나 가열·냉각·탈형 중 균열되지 않아야 합니다.
4. 치밀하고 매끄러운 표면. 낮은 거칠기와 작은 기공은 충전·연마·실링을 줄입니다.
5. 좋은 가공성. 원활한 절삭, 적은 분진, 온전한 모서리로 보수 부위까지 일관된 표면을 얻습니다.

시험 가공에는 실제 얇은 모서리, 깊은 홈, 구멍, 곡면을 포함해 절삭·모서리·표면을 함께 평가합니다.

04 에폭시 직접 금형의 크기와 지지

소형·소량 제품은 보드를 직접 금형으로 가공해 복합재 금형 복제 단계를 생략할 수 있습니다. 120°C, 150°C, 180°C 공정에 검토 가능한 등급이 있지만 고온 강성, 치수 변화, 밀봉, 사용 횟수를 확인해야 합니다.

HDT는 정해진 하중·시험 조건의 열변형 온도, Tg는 유리전이 온도이며 의미가 다릅니다. 초기 선정용 수치이므로 실제 주기에서는 고온 강성, 유지 시간, 압력도 확인합니다.

내열성과 낮은 팽창은 별개

이 계열의 선팽창계수는 등급에 따라 다르지만 약 40 × 10⁻⁶ K⁻¹로 알루미늄·강철보다 큰 경우가 많습니다. 가열은 면과 구멍 위치를 바꾸며 큰 금형일수록 변위가 커집니다.

직접 금형은 일반적으로 주요 치수 500 mm 이내 제품에 사용합니다. 이는 경험적 기준이며 허용 크기는 온도 상승과 공차에 달려 있습니다. 대형·엄격 공차는 보드 마스터에서 저팽창 복합재 금형을 복제하는 방식이 보통 적합합니다.

강판에 넓은 면적을 강성 접착하지 않기

강판은 금형을 지지하지만 에폭시와 팽창이 다릅니다. 넓은 강성 접착은 가열·냉각 중 상대 변위를 막아 휨, 박리, 국부 균열을 일으킬 수 있습니다.

내열 실리콘의 유연한 접착으로 상대 변위를 흡수할 수 있습니다. 면적·두께·위치도 하중에 맞춰야 합니다. 보드끼리는 구조용 접착제로 블랭크 강성과 가공 정밀도를 유지합니다.

05 상온에서는 모델 보드와 금형 보드를 구분

모델은 스타일·조립·색상 평가용이고 작업 치공구는 반복 사용 정밀도가 필요합니다. 마모, 하중, 기준 안정성 요구가 다릅니다.

PU 모델 보드

조각 원형, 자동차 검증·컬러 모델에 사용합니다. 조각은 무늬와 작은 반경, 검증은 부품 조립·간극·단차, 도장 모델은 형상과 색상을 평가합니다.

PUBOARD 72는 타이어 금형 제작용 조각 원형에 적합합니다. 균일한 조직으로 무늬·곡면·반경을 가공하고 보수·수정하기 쉽습니다. 원형에서 생산 금형을 복제하며 보드가 고온 가황을 직접 받지는 않습니다.

PUBOARD 65는 자동차 검증·컬러 모델용입니다. 밀도 0.65 g/cm³, 경도 약 쇼어 D 63, 내열값 75°C로 전체 형상, 시험 조립, 도장 후 색상 검토에 적합합니다.

PUBOARD 0780은 고품질 검증 모델용입니다. 밀도 0.75±0.02 g/cm³로 65보다 높고 세부 면·모서리·구멍 및 반복 조립·측정·취급에 적합합니다.

대표 물성입니다. 실제 사용 온도는 하중과 지속 시간에도 좌우됩니다.

검증 모델은 시험 조립·측정·운반을 받습니다. 반복 나사·위치 결정은 금속 인서트, 얇은 모서리·클램프는 국부 보강을 고려합니다. 컬러 모델은 실링·프라이머·연마 시간도 비용에 포함합니다.

PU 금형 보드의 주요 세 가지 용도

작업 면과 기준을 형성합니다. 검사구는 안정된 기준, 주조는 내마모, 니켈 셸 전주 마스터는 온도 변화 치수 관리가 중요합니다.

PUBOARD 1650은 검사구·고정구 후보입니다. 고밀도로 윤곽 지지면과 위치 결정면을 가공합니다. 검사는 안정 기준, 고정은 클램핑력과 반복 위치 정밀도가 필요합니다. 인서트·핀·베이스 지지를 보드와 함께 설계합니다.

내마모 1350·1250은 주조 패턴·모형판·코어 박스용입니다. 모래가 면과 모서리를 마모시켜 후속 사형 정밀도를 낮춥니다. 모래, 조형·코어 방식, 청소, 횟수를 고려하고 가열 코어는 내열성을 별도 확인합니다.

PUBOARD 1850은 니켈 전주 마스터용입니다. 높은 밀도·치밀한 면과 고충전의 낮은 팽창이 치수 관리에 도움이 됩니다. 가공 후 전도 처리와 전주액 접촉·이형을 시험합니다.

1850의 HDT는 95±5°C, 20–50°C 선팽창계수는 약 41×10⁻⁶ K⁻¹입니다. 특정 시험 범위 값이므로 더 높은 전주 온도는 실제 범위에서 평가합니다.

HDT는 열변형 온도입니다. 내열값과 시험법이 달라 연속 사용 온도로 직접 볼 수 없습니다.

주조 치공구에서 PU의 장점

패턴과 코어 박스는 가공 정확도와 반복 조형·청소·이형 후 형상 유지가 필요합니다. PU는 세부 가공·안정성·내마모를 함께 고려할 수 있으며 다음을 비교합니다.

균일 구조와 세부 가공. 목재 결·옹이가 없어 곡면·반경·무늬 절삭이 일정합니다. 거칠기·모서리·보수부 가공은 복제 품질에 영향을 줍니다.

가공과 사용 전체의 정밀도. 휨은 패턴과 사형에 전달되며 온도차·하중·지지도 면을 바꿉니다. 규정 온도로 가공·검사하고 대형은 온도차를 특히 관리합니다.

마모와 반복 정밀도. 경도는 압입 저항, 내마모는 마찰 손실로 다릅니다. 모래는 면과 모서리를 닳게 합니다. 동일 시험법으로 비교하고 실제 모래·처리·청소로 수명을 판단합니다.

변형과 균열을 구분. 탄성률은 하중 변형, 압축·굽힘 강도는 지지력, 인성은 얇은 모서리·이형부 균열과 관계됩니다. 반복 압축은 제거 후 압흔도 확인합니다.

이형과 처리는 장기 사용에 영향. 이형제·코어 바인더·청소가 보드와 접착층을 바꿀 수 있습니다. 반복 후 면·모서리와 청소의 마모 가속 여부를 확인합니다.

주물 정밀도는 여러 공정의 결과. 패턴 치수·주조 수축·이형 변형·가공 여유에 공차를 배분하고 보드 자체 변위도 관리합니다.

보드는 원형·치공구용이며 용탕에 직접 접촉하지 않습니다. 정밀 주조는 왁스 금형·세라믹 셸도 포함하므로 실제 단계별로 선택합니다.

불포화 폴리에스터 보드

불포화 폴리에스터는 신발 금형 원형·라스트·관련 모델용입니다. 적절한 경도와 절삭·보수·연마성으로 곡면·모서리·무늬를 낮은 비용으로 가공합니다.

원형에서 금속 등의 생산 금형을 복제합니다. 보드로 신발 재료를 직접 성형한다면 온도·압력·수명을 별도 확인합니다.

상온 소량 복합재에는 경제적 원형, 공정이 맞으면 직접 금형도 가능합니다. 수지 접촉·경화 발열·진공 밀봉·반복 이형을 확인하고 봉공합니다. 고온 경화형은 적절한 내열 에폭시를 선택합니다.

컬러·외관 모델에도 적합합니다. 가공 냄새가 주된 단점이며 적합한 환기와 허용 가능한 냄새 조건에서는 재료비가 낮은 선택입니다.

경량 모델 보드

경량 보드는 균일한 미세 PU 폼으로 CNC·수작업 수정이 쉽습니다. 스타일·컬러·가전·좌석과 바닥 등 자동차 내장용이며 대형 접착 블랭크도 운반·수정이 편합니다.

0.15 g/cm³는 초기 디자인용입니다. 데이터를 빠르게 입체화해 체적·비례·곡면을 평가하고 절삭·연마·보수합니다. 일부 초기 검증에서 산업용 클레이를 대신하지만 주로 제거 가공이며 가열·추가로 반복 재성형하는 클레이와 다릅니다.

0.20–0.35 g/cm³는 가전·내장용입니다. 가전은 외관·도장, 좌석·바닥은 공간·장착도 검토합니다. 모서리·세부·운반으로 밀도를 정하고 사람·큰 연결 하중은 별도 구조가 지지합니다.

0.45 g/cm³는 높은 요구의 외장용입니다. 밀도가 세부·모서리를 유지해 정밀 가공과 도장 준비에 좋습니다. 장기간 반복 조립·정밀 기준은 PUBOARD 모델 등급도 비교합니다.

미세 기포는 컬러 모델 실링·프라이머를 줄입니다. 경도·압흔 저항은 보통 일반 폴리에스터보다 낮으므로 모서리·운반 접촉·체결부를 보호하고 고밀도 재료나 금속 인서트로 국부 보강합니다.

06 접착제를 보드와 함께 선택

대형 모델은 접착 블랭크가 필요합니다. 접합선도 가공면이므로 색·경도·수축·절삭성을 맞춥니다.

• 에폭시: EPTEK의 적합한 고온 에폭시 접착제. 접착층 내열·후경화는 보드와 주기에 맞춥니다.
• PU: 밀도별 유사 색·경도·가공성 접착제로 접합부 도구 흔적과 연마 차이를 줄입니다.
• 경량·폼: 1액·2액 접착제가 가능합니다. 습기 경화 1액은 두껍거나 닫힌 접합의 조건을 확보하고 2액은 비율·혼합을 관리합니다. 발포 접착은 팽창으로 틈이 벌어지지 않도록 블랭크를 고정합니다.

완전 경화 후 가공하고 접합의 기공·밀봉을 확인합니다. 프리프레그는 접착제·실러·이형제도 수지에 닿으므로 조합의 경화 적합성을 검토합니다.