실리콘 부품 공차: 공정 한계와 DFM 규칙
실리콘은 치수 안정적이지만 정밀 플라스틱이 아닙니다. 달성 가능한 생산 공차는 성형 공정(LSR 사출, HCR 트랜스퍼, HTV 압축), 캐비티 배치, 경화 프로파일, 부품 형상에 따라 다릅니다. 본 페이지는 각 공정이 유지할 수 있는 수준과 타이트 공차 실리콘 부품을 스펙 안에 머물게 하는 10가지 설계 규칙을 정리합니다.
공차 숫자가 실제로 의미하는 것
실리콘 부품 도면에서 보는 숫자(예: "±0.10 mm")는 보통 생산 공차입니다 — 통제된 공정이 캐비티 간, 샷 간에 유지할 수 있는 변동. 치수 검사의 측정 불확도와 같지 않고, 금형 공차(보통 ±0.02 mm처럼 더 타이트, 강철은 샷 사이에서 움직이지 않으므로)와도 다릅니다.
타이트 공차 실리콘 부품의 설계 의도는 공정 변동을 측정 불확도와 비례할 때까지 낮추는 것입니다. 두 개의 지렛대는 다음과 같습니다:
공정 제어. 콜드 러너 LSR 사출 + 균형 잡힌 캐비티 레이아웃, ±5 °C 내 설정점의 가열 금형, 플래시 없는 분할선으로 핵심 특징 ±0.05 mm 유지 가능. HCR 트랜스퍼 성형(수작업 프리폼 + 오픈 러너 시스템)은 ±0.15 mm. HTV 압축 성형(수작업 장입 + 플래시 그루브)은 ±0.25 mm.
형상. 박벽, 긴 종횡비, 날카로운 모서리는 변동을 증폭합니다. 0.8 mm 벽은 경화 수축으로 ±0.05 mm 움직이고, 4 mm 벽은 ±0.02 mm 움직입니다. 공정 대신 부품을 타이트하게 만드세요 — 공정은 이미 천장에 있습니다.
공정별 공차
LSR 사출(콜드 러너, 균형 캐비티): 50 mm 이하 특징 ±0.05 mm; 200 mm 이하 특징 ±0.10 mm. 일류 러너를 공유하고 1급 열 균형을 갖춘 다중 캐비티 금형은 모든 캐비티에서 ±0.08 mm 달성. 의료/영유아 라인에서 가장 타이트 — 금형비가 연간 물량에 상각되기 때문입니다.
HCR 트랜스퍼(프리폼 + 폐쇄 러너): 50 mm 이하 특징 ±0.10 mm; 200 mm 이하 특징 ±0.20 mm. HTV보다 타이트해야 하지만 LSR 콜드 러너 금형비를 감당할 수 없는 부품의 2차 옵션.
HTV 압축(수작업 장입 블랭크 + 플래시 그루브): 50 mm 이하 특징 ±0.20 mm; 200 mm 이하 특징 ±0.30 mm. 저물량, 대형 또는 후육 부품용 — 금형비가 단가를 결정.
타이트 공차 실리콘 부품 10가지 DFM 규칙
| # | 규칙 | 예방 대상 |
|---|---|---|
| 1 | 벽 두께 1.0 mm ~ 3.0 mm | 충전 불량(얇음) 또는 보이드/싱크(두꺼움) |
| 2 | 부품 전체 벽 두께 변화 ≤ 25% | 차등 경화, 뒤틀림 |
| 3 | 금형 인출 방향 모든 면의 드래프트 각도 ≥ 1° | 캐비티 점착, 이젝션 시 금형 손상 |
| 4 | 날카로운 내측 모서리 없음; R ≥ 0.5 mm | 응력 집중, 인열 시점 |
| 5 | 분할선은 비핵심, 비밀착 표면에 | 가시 플래시, 2차 디플래싱 작업 |
| 6 | 언더컷은 연질(Shore A < 50)에서만; 아니면 스플릿 캐비티 금형 | 사이드 액션 비용, 금형 마모 |
| 7 | 셀프 맞물림면 텍스처 여유 ≥ 0.05 mm | 경화 수축 후 면간 실링 |
| 8 | 타이트 공차 특징은 다중 캐비티 금형의 단일 캐비티에 | 캐비티 간 변동이 검사를 통과함 |
| 9 | 게이트 위치는 부품의 가장 두꺼운 단면에 | 박벽의 웰드 라인 보이드, 에어 트랩 |
| 10 | 핵심 치수는 ISO 3302-1 등급 E2(실리콘) 이상으로 지정; 금속·플라스틱 등급 차용 금지 | 도면과 공정 능력 사이의 공차 충돌 |
DFM 메모에서 제공하는 것
모든 견적에는 48시간 내 DFM 메모가 동봉됩니다. 메모는 언더컷 위치, 드래프트 각도, 수축 보상, 비용에 영향을 줄 치수를 표시합니다. 또한 선택된 공정을 기반으로 핵심 특징별 권장 공차를 포함 — 도면과 생산 현실이 첫날부터 일치하도록, 첫 1,000개가 스크랩된 후가 아니라.
도면 공차가 공정이 유지할 수 있는 것보다 타이트하면 솔직하게 말하고 다음 세 가지 옵션 중 하나를 제안합니다: 공정 변경(LSR로 HCR 대체), 형상 변경(핵심 치수를 더 두꺼운 단면으로 이동), 검사 전략 변경(100% 게이지 검사 대 AQL 샘플링).
FAQ — 실리콘 부품 공차
LSR이 유지할 수 있는 가장 타이트한 공차는?
단일 캐비티 금형, 50 mm 미만의 핵심 특징, 균형 잡힌 콜드 러너 시스템에서 ±0.05 mm. 다중 캐비티 금형에서는 캐비티 간 변동이 ±0.02–0.05 mm 추가. 이보다 타이트하려면 특정 부품 패밀리에 맞춤 설계된 LSR 금형이 필요합니다.
왜 HTV 압축은 더 느슨한 공차가 필요한가?
수작업 장입 블랭크는 무게가 2–5% 변동, 플래시 그루브는 재료를 불균일하게 유출시키며, 경화 프로파일은 압축 프레스에서 오픈 루프입니다. 변동은 공정의 본질적 특성이지, 금형 품질 문제가 아닙니다.
실리콘 부품이 2차 가공으로 더 타이트한 공차를 얻을 수 있나요?
사실상 불가. 실리콘은 너무 부드러워 가공 시 절단면이 변형됩니다(전단되지 않고 번집니다). 달성 가능한 공차는 성형 시, 후처리 시가 아니라 정해집니다.
ISO 3302-1 등급 E1, E2, E3 중 어떻게 선택하나요?
E1이 가장 타이트, E3가 가장 느슨. 대부분 의료·전자 실리콘 부품은 E2. 식품 접촉·산업 씰은 E3. 공정이 유지할 수 있는 것보다 타이트한 등급을 지정하면 입고 검사에서 매번 거부됨이 보장됩니다.