모델링부터 금형과 프린팅까지, 백자 제기 모형

가전 / 소품
♦ 제품용도 : 소장품 활용사업 모형 소품
♦ 제조방식 : 금형 사출, 3D프린팅(SLA)
♦ 중점사항 : 블로우 사출을 위한 모델링 수정

♦ 프로세스

 

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최종 제품

최종 제품 사진

박물관의 의뢰를 받아 조선시대 기물인 '백자철화상준제기'(이하 제기)의 복제 모형을 제작했습니다.
본 제품은 ‘금형 사출’을 통해 200개, ‘3D프린팅’을 통해 200개로 총 400개를 제작했습니다.

금형 제작 과정

금형 사출의 경우 사출 방식 중에서도 ‘블로우 사출’을 진행했습니다.
원통형의 몸체와 속이 비어있는 형상을 살펴봤을 때 블로우 사출이 적합하여, 블로우 사출을 위한 금형을 제작했습니다.

1) 모델링 수정

모델링 수정 작업

금형 제작 전, 제작고자 하는 제품 모델링에 수정할 부분이 있는지 확인했습니다.
금형 제작을 위한 모델링은 고객께서 보유하고 있던 역설계 데이터를 받아 사용했습니다.
모델링을 점검한 결과, 초기 역설계 데이터로는 블로우 사출 진행이 어려웠습니다.

역설계를 진행한 제기를 살펴봤을 때, 원형 제기는 동물의 형상을 하고 있어 툭 튀어나온 코와 귀, 그리고 네 개의 긴 다리가 특징입니다.
이때 초기 모델링을 그대로 사용 시, 긴 다리가 제대로 사출되지 않을 수 있어 수정을 진행했습니다.

블로우 사출을 진행할 때에는 ‘제품의 모서리’를 가장 주의해야 합니다.
블로우 사출은 액상화된 플라스틱을 원통형으로 뽑아 공기를 주입하는 방식입니다.
이때 제품에 깊이 파인 곳이 있다면 플라스틱이 공기에 의해 팽창한다고 해도 제품의 끝까지 성형되기가 어렵습니다.
따라서 모델링에 제품에 꺾이거나 파이는 모서리가 있다면 사출이 가능한 정도까지 수정 작업이 필요합니다.

초기 형상처럼 길게 뻗어진 다리를 그대로 모델링으로 사용한다면,
사출 시 플라스틱이 끝까지 팽창하지 못해 다리가 성형되지 못하고 찌그러질 수 있습니다.
따라서 사출물이 정상적으로 성형될 수 있도록 제기 모형의 다리 길이를 조금 짧게 수정했습니다.

2) 금형 제작

① CNC

수정한 모델링에 맞게 금형을 제작했습니다.
이번 의뢰에서 금형 사출로 진행한 수량은 총 200개로, 약 3,000개까지 사출이 가능한 QDM금형(간이금형)으로 진행했습니다.
QDM금형은 시중에 나와있는 몰드 베이스를 사용하기 때문에 제작 기간이 짧고, 금형 제작비가 저렴하다는 장점이 있습니다.

금형 CNC

금형은 CNC 방식으로 제작되었습니다.
CNC란 컴퓨터에 데이터값을 입력해 절삭하는 작업으로, 금형 간의 균형과 정확한 합이 중요한 금형 제작에 적합한 방식입니다.
사진에서 제기의 몸통 모양대로 깎이고 있는 금형을 보실 수 있습니다.

② 정밀 가공

습합 / 정밀 가공

금형에 색이 있는 물질을 발라 두 금형의 균형이 잘 맞는지 확인하는 습합 작업을 진행했습니다.
확인 후 잘 맞지 않는 부분은 직접 절삭하여 미세한 차이를 수정했습니다.

③ 금형 완성

완성된 금형

제기 금형을 완성했습니다.
한 쪽은 제기의 상체 형상(등)을, 다른 한 쪽은 제기의 하체 형상(다리)를 하고 있습니다.

금형 상세 사진 (머리)

 

3) 금형 사출

사출 기계 금형 세팅 모습

완성된 금형으로 사출을 진행했습니다.
준비된 금형을 사출 기계에 세팅한 모습입니다.

플라스틱 성형 전 / 사출

블로우 사출은 일반 사출처럼 게이트를 통해 액상화된 플라스틱을 주입하지 않고
어느 정도 굳어진 플라스틱을 원통형으로 짜내 금형으로 눌러 성형을 진행합니다.
 

잉여 플라스틱 제거 작업

사출품에 남아있는 잉여 플라스틱을 제거했습니다.
금형이 잉여 플라스틱을 자동으로 제거해주는 형태라면 상관 없지만,
이번 의뢰의 경우 적은 수량에 맞게 QDM금형으로 진행하였기에 수작업으로 진행했습니다.
제기 형상 외에 붙어있는 잉여 플라스틱을 제거하고, 원본 형상처럼 상체 등 쪽에 구멍을 뚫어주었습니다.

 

최종 제품

최종 제품 상세 사진 (3D프린팅)

제작이 완료된 완성품 모습입니다.
제기의 모습을 본딴 소형 제기 소품이 완성되었습니다.

제품 양산 (3D프린팅)

제작 기간이 짧아 금형 사출과 3D프린팅을 동시에 진행했습니다.
3D프린팅의 경우 SLA방식으로 출력하여 후가공 없이도 매끄러운 표면 품질로 양산이 가능했습니다.

 

마치며

의뢰하신 형상에 적합한 금형 방식을 선정해 금형 사출을 진행했습니다.
제작 수량이 적었기 때문에, 짧은 기간 안에 제작이 가능한 QDM금형을 사용하여 제작 기간을 단축했습니다.
금형 제작에 들어가기 전, 모델링 수정을 진행했기 때문에 안정적인 사출이 가능했습니다.

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