프로토타입 툴링, 프로토타입 몰드, 소프트 툴링이라고도 알려진 신속한 툴링을 통해 부품을 빠르고 저렴하게 얻을 수 있습니다. 성형주기가 짧고, 성형비용이 저렴하며, 공정이 간단하고 판촉이 용이한 것이 특징입니다. 또한 신속한 툴링은 특정 기능 요구 사항을 충족하는 동시에 종합적인 경제적 이점을 제공할 수 있습니다. 

신속한 툴링 기술은 부품이 대량 생산되기 전에 부품의 설계와 기능을 테스트하는 데 자주 사용됩니다. Rapid Tooling의 정의부터 다양한 응용 분야 및 이점에 이르기까지 Rapid Tooling의 기본 사항을 살펴보려면 계속 읽으십시오.

신속한 툴링은 전문 기술과 장비를 사용하여 프로토타입과 생산 등급 부품을 신속하게 만드는 데 도움이 되는 금형 또는 도구의 제조 프로세스입니다. 플라스틱이나 금속 부품을 생산하는 데 사용되는 금형, 다이 및 기타 도구를 만드는 데 자주 사용됩니다. 신속한 툴링을 통해 자동차, 항공우주, 의료, 소비재 등 다양한 산업 분야의 프로토타입과 생산 부품을 제작할 수 있습니다.

신속한 툴링의 주요 장점 중 하나는 생산 시간과 비용을 절감한다는 것입니다. 신속한 도구는 빠르고 쉽게 복제할 수 있으므로 완성된 도구에는 재고가 덜 필요합니다. 하지만 정밀도가 떨어지고 제품의 수명이 단축된다는 단점이 있습니다. 신속한 툴링은 프로세스 설계, 마케팅 및 제품 평가에서 소규모 배치 주문을 개발하는 데 탁월한 방법입니다.

신속한 툴링은 프로토타입, 소량 부품 또는 주조 수지 생산에 사용되는 임시 금형입니다. 신속한 툴링에 사용되는 일부 일반적인 재료에는 실리콘 고무,  우레탄, 석고, 금속.

신속한 툴링을 통해 프로젝트 부품을 저렴하고 빠르게 얻을 수 있습니다. 저렴한 툴링 수요가 증가함에 따라 사람들은 신속한 툴과 금형을 만드는 더 많은 방법을 찾고 있습니다. 다양한 금형 제작 방법에 따라 신속한 툴링은 직접 및 간접으로 나눌 수 있습니다.

직접 신속한 툴링으로 실제 코어 및 캐비티 금형 인서트가 생성됩니다. 이 공정의 강점은 이전에는 달성할 수 없었던 형상으로 도구를 제조할 수 있다는 것입니다. 대표적인 것이 형상적응형 냉각 기술이다. 이 기술에서는 내부 냉각 채널이 금형 캐비티의 윤곽을 따르므로 금형의 열 손실 균일성이 향상되고 냉각 시간이 약 66% 단축됩니다.

단기 생산에서는 이러한 형태의 신속한 툴링을 통해 금형이나 도구를 매우 빠르게 구성하고 거의 즉시 제품 제작을 시작할 수 있습니다. 공구가 매우 견고하거나 오래 지속될 필요가 없기 때문에 단기 제조에 특히 유리합니다. 이 금형은 사용된 재료와 설계의 복잡성에 따라 최대 5,000개의 부품을 생산할 수 있습니다.

직접 툴링에는 다음 단계가 수반됩니다.:

단계 1: CAD(Computer-Aided Design) 소프트웨어를 사용하여 도구 또는 금형의 모델을 만듭니다.

단계 2: 프로토타입 제작에 사용되는 실제 금형이나 도구를 만들기 위해 파일을 기계나 프린터로 보냅니다. 이는 CNC 기계가 원재료를 절단하여 원하는 모양을 만드는 절삭 공정일 수도 있고, 3D 프린터가 처음부터 원하는 모양을 구성하는 적층 공정일 수도 있습니다.

단계 3: 제조된 도구나 금형을 직접 사용하여 프로토타입을 제작할 수 있습니다.

1. 더 빠른 제조 및 더 짧은 리드 타임(단 며칠 또는 몇 주 만에 도구나 금형을 만들 수 있음)

2. 때로는 더 적은 리소스가 필요합니다.

3. 더 적은 단계가 필요합니다.

4. 사람들은 하나의 금형이나 도구를 사용하여 둘 이상의 프로토타입을 만들 수 있습니다.

5. 유연성이 매우 뛰어나 설계 변경에 따라 신속하게 많은 금형이나 도구를 만들 수 있습니다.

1. 대부분의 경우 이 방법을 사용하여 제작된 프로토타입은 간접 고속 툴링 방법을 사용하여 제작된 프로토타입만큼 강하고 내구성이 좋지 않습니다.

2. 마스터 패턴이 없으면 다양한 재료로 많은 도구나 금형을 구성해야 할 수 있으며, 이로 인해 도구나 금형 치수에 실수나 차이가 발생할 수 있습니다.

3. 도구나 금형이 파손되었거나 새로운 재료를 사용하고 싶다면 전체 공정을 다시 시작해야 합니다.

4. 복잡한 세부 사항을 만들기 위해 내구성 있는 금형이나 도구가 필요한 복잡한 디자인이나 재료에는 적합하지 않을 수 있습니다.

5. 이로 인해 신제품 개발 비용이 증가할 수 있으며, 특히 새로운 설계를 반복할 때마다 더 많은 금형이나 도구를 만들어야 하는 경우 더욱 그렇습니다.

간접 쾌속 툴링은 적층 가공으로 생성된 마스터 패턴을 활용하여 금형을 만듭니다. 여러 가지 기술을 사용할 수 있으며 그 중 가장 널리 사용되는 기술은 "소프트 툴링" 기술입니다. 소프트 툴링 기술은 플라스틱 부품용 실리콘 몰드와 금속 부품의 매몰 주조용 희생 모델을 사용합니다.

간접 고속 툴링은 테스트 및 실험을 위한 것입니다.  예를 들어, 간접 고속 툴링은 이미 세부 설계가 있고 다양한 재료를 테스트하려는 경우 탁월한 솔루션입니다. 동일한 마스터 패턴에서 여러 테스트 도구와 금형을 쉽게 만들 수 있기 때문입니다.

간접 툴링은 신속한 툴링의 두 번째 형태입니다. 간접 도구 사용에는 다음 단계가 수반됩니다.:

단계 1: CAD 소프트웨어를 사용하여 마스터 도구 또는 금형의 모델을 만듭니다.

단계 2: 파일을 기계나 프린터로 보내 패턴이라는 마스터 몰드나 도구를 만듭니다. 이 마스터 패턴은 종종 내구성이 뛰어납니다.

단계 3: 마스터 패턴에 따라 더 많은 금형이나 도구를 만듭니다. 고유한 특성을 지닌 다양한 재료로 새로운 금형이나 도구를 제작할 수 있습니다. 마스터 패턴은 하드 툴링(견고하거나 견고한 재료로 구성된 도구) 또는 소프트 툴링(덜 견고한 도구)에 활용될 수 있습니다. 하나의 마스터 패턴으로 다양한 도구나 금형을 대량 또는 소량으로 제작할 수 있으며 이를 활용하여 더 많은 프로토타입을 제작할 수 있습니다.

1. 마스터 패턴은 매우 견고하고 내구성이 뛰어나며 프로토타입 제작 과정에서 거의 깨지지 않습니다.

2. 디자인이 변경되지 않는 한 하나의 마스터 패턴만 필요할 것입니다.

3. 다양한 도구와 금형은 모두 동일한 마스터 패턴을 기반으로 하기 때문에 이들 간의 차이가 적습니다.

4. 특정 재료나 프로토타이핑 프로세스에 가장 적합한 도구나 금형을 만들 수 있으므로 다양한 재료를 실험하는 데 이상적입니다.

5. 고객의 요구에 따라 하드툴이나 소프트툴을 생산할 수 있습니다. 소프트 툴은 단순한 디자인이나 비용 효과적인 프로토타입 테스트에 활용될 수 있는 반면, 하드 툴은 정교한 디자인에 적합합니다.

1. 다이렉트 쾌속 툴링에 비해 생산 시간이 다소 길어집니다.

2. 여기에는 중간 단계가 포함되며 이로 인해 비용이 높아질 수 있습니다.

3. 견고하고 내구성이 뛰어난 마스터 패턴을 만들려면 고품질 재료를 사용해야 할 수도 있습니다.

4. 프로토타입 단계에서 디자인이 크게 변경될 것으로 예상되는 경우 이는 항상 적합한 솔루션은 아닙니다.

5. 이는 높은 치수 정밀도나 정확성이 요구되지 않는 단순한 설계에는 반드시 필수적인 것은 아닙니다.

금형 맞춤화

Rapid Tooling을 사용하면 신속하게 도움을 받을 수 있습니다. 어떤 치수로든 맞춤형 금형을 만들 수 있습니다. 금형은 다양한 부품을 만듭니다. 재료 등급을 확인하고 그 특성과 품질을 테스트하여 제품을 선택할 수 있도록 돕습니다. 신제품을 시장에 출시하기 전에 올바른 재료를 선택하세요.

시장 출시 시간 단축

기존 가공 방법의 제품 개발 주기에는 수많은 생산 공정과 기술이 포함될 수 있습니다. 이로 인해 각 단계에 시간이 추가되고 설계에서 실제 제품까지 도달하는 데 시간이 더 오래 걸릴 수 있습니다.

신속한 도구는 기존 도구 방법보다 더 적은 단계가 필요합니다. 프로토타입과 프로토타이핑을 빨리 완료할수록 더 빨리 디자인을 완성하고 고객에게 제공할 수 있습니다.

비용 절감

제품 개발 주기가 길어질수록 비용도 높아집니다. 신속한 툴링의 속도 이점은 시간이 지남에 따라 기업의 비용을 절약할 수 있습니다.

적은 자원 소비

신속한 툴링에는 프로토타입 제작이나 생산을 위한 리소스가 극히 적습니다. 예를 들어, 단일 도구나 금형을 사용하여 수많은 프로토타입을 만들 수 있습니다.

프로세스 매개변수 테스트

신속한 툴링은 생산 단계에서 공정 매개변수를 테스트하는 데 사용될 수도 있습니다. 예를 들어, 사출 성형 중 사출 속도와 금형 온도가 다르면 부품 품질이 달라질 수 있습니다. 이 경우 신속한 툴링을 통해 엔지니어와 설계자는 최종 부품에 대한 측정 제어를 강화할 수 있습니다.

디자인과 기능을 철저하게 테스트

신속한 툴링을 통해 여러 프로토타입이나 금형을 신속하게 제작할 수 있습니다. 또한 새로운 아이디어를 실험하고 기존 아이디어를 수정할 수도 있습니다. 이를 통해 향후 대량 생산 단계에서 발생할 수 있는 많은 문제를 피할 수 있습니다.

소프트 툴링: 소프트 툴링은 일반적으로 실리콘 몰드와 우레탄 캐스팅 공정을 사용합니다. 신속한 툴링과 마찬가지로 소프트 툴링은 주로 프로토타입 제작, 브리지 툴링 및 소량 제조에 활용됩니다. 우레탄 캐스팅에 사용되는 패턴은 3D 프린팅을 통해 제작되는 경우가 많습니다.

하드 툴링: 사출 성형에서 하드 툴링은 금속 툴링과 동의어입니다. 신속한 툴링 공정은 대부분 알루미늄으로 단단한 툴링을 만들 수 있습니다. 하드 툴링은 내구성이 더 뛰어나고 대량 생산을 처리할 수 있습니다. 그러나 소프트 또는 쾌속 툴링 기술보다 비용이 많이 들기 때문에 대량 생산에 더 적합합니다.

다음은 소프트 툴링과 하드 툴링의 차이점입니다.:

내구성: 하드 툴링은 강철이나 알루미늄과 같은 내구성이 뛰어난 재료로 만들어지며 높은 수준의 응력과 반복 사용을 견딜 수 있도록 설계되었습니다. 반면에 소프트 툴링은 폼, 고무 또는 기타 적합한 화합물과 같은 보다 유연한 재료로 만들어지며 단기 사용을 위한 것입니다.

비용: 하드 툴링은 값비싼 재료를 사용하고 복잡한 기계 가공 공정을 필요로 하기 때문에 일반적으로 소프트 툴링보다 비용이 더 많이 듭니다. 소프트 툴링은 빠르고 저렴하게 생산할 수 있어 프로토타입 제작 및 소량 생산에 이상적이므로 보다 비용 효율적인 대안인 경우가 많습니다.

● 금형 제작 - 금속 및 비금속 금형 모두 신속한 툴링을 사용하여 제작할 수 있습니다.

● 주조 형상 및 코어 생성 - SLS 응용은 사형 주조 형상 및 코어 분야에서 생성된 최신 기술입니다.

● 쾌속 툴링의 다른 응용 분야로는 EDM용 전극 제작, 스탬프 표시, 주조용 하이브리드 패턴, 쪼개기 도구 등이 있습니다.