액상 실리콘 몰드 제작 시 흔히 발생하는 5가지 문제점과 해결 방법

소개

액체 실리콘 고무 (LSR)은 몰드 제작 기술을 혁신적으로 변화시켰으며, 뛰어난 디테일 재현 정밀도, 우수한 열 안정성(최대 250°C) 및 수백 회의 주조 사이클이 가능한 내구성을 제공합니다. 정교한 보석 및 조각물 복제부터 식품 등급 초콜릿 몰드 및 고온 수지 주조에 이르기까지 다양한 용도에 핵심 소재로 사용되고 있습니다.

그러나 액상 실리콘으로 완벽한 몰드를 만드는 과정은 여러 함정이 존재합니다. 미세 기포로 인해 디테일이 가려지거나, 완전한 경화가 이루어지지 않아 점착성 표면이 생기거나, 몰드가 일찍 찢어지는 등의 문제가 발생하면 생산이 중단되고 소중한 자재가 낭비되며 프로젝트 일정이 지연될 수 있습니다. 이러한 문제들은 대개 소재 자체 때문이라기보다는 공정 이해 부족에서 비롯됩니다.

이 가이드는 표면적인 팁을 넘어서, LSR 몰드 제작에서 발생하는 다섯 가지 가장 끈질긴 문제들의 근본 원인과 전문가 수준의 해결책을 심층적으로 분석합니다. 이러한 원칙들을 숙달함으로써, 생산 효율성과 최종 제품 품질을 향상시키는 스튜디오급 품질의 몰드를 일관되게 제작할 수 있습니다.

몰드 내 과도한 에어 버블

포획된 공기는 광학적 투명성과 표면 완성도의 가장 흔한 적으로, 미세한 질감을 가리거나 몰드 구조 내 약점을 생성하는 보기 흉한 공극으로 나타납니다.

근본 원인 분석:

• 기계적 갇힘: 격렬하거나 부적절한 혼합(접는 대신 휘젓는 것)은 수백만 개의 미세한 기포를 유발한다.
• 기질의 가스 방출: 다공성 모델(예: 3D 프린트, 나무, 석고)은 내부에 공기를 포함하고 있으며, 실리콘이 이 공기를 밀어내면서 혼합물 안으로 공기가 상승하게 된다.
• 점도 불일치: 형상에 비해 점도가 너무 높은 실리콘을 사용하면 겔화 이전에 공기가 표면까지 올라올 시간이 없다.

전문 솔루션 및 기술:

1. 단계별 타설 및 도포 코팅: 디테일이 많은 모델의 경우, 먼저 점도가 매우 낮은 소량의 실리콘(예: 3,000 mPa·s)을 혼합한다. 이 실리콘을 브러시로 도포하거나 분사하여 모델 전체에 얇은 층을 만들고, 모든 틈새에 침투되도록 하여 내부 공기를 완전히 배출한다. 이 '디테일 코트'는 이후 두꺼운 본체 실리콘을 타설하기 전에 부분적으로 겔화시킬 수 있다.
2. 제어된 진공 탈기: 혼합된 실리콘을 진공 챔버에 단순히 넣는 것만으로는 충분하지 않습니다. 핵심은 압력을 점차적으로 감소시켜 기포가 팽창하고 상승할 수 있도록 하되, 혼합물이 격렬하게 끓어넘치지 않도록 하는 것입니다. 부피에 따라 2~5분 정도 소요될 수 있으며, 기포의 흐름이 완전히 멈출 때까지 최대 진공 상태(일반적으로 -29 inHg)를 유지하세요.
3. 전략적 붓기: 컨테이너 박스의 한 곳 낮은 지점에 높은 위치에서 얇고 연속적인 가느다란 줄기로 붓습니다. 이렇게 하면 실리콘이 떨어지는 동안 늘어나면서 기포가 파열됩니다. 정형 모형인 마스터의 섬세한 부분에 직접 붓지 말고, 실리콘이 자연스럽게 퍼지도록 하세요.

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3. 불완전한 경화 또는 현저히 길어진 경화 시간

실리콘이 끈적거리는 상태로 남아 있거나 일부 영역에서 경화되지 않을 경우, 이는 혼합 문제라기보다는 화학적인 문제일 가능성이 큽니다. 이는 수축률 제로 및 식품 안전성으로 평가받는 백금 경화형 실리콘에서 특히 중요합니다.

근본 원인에 대한 분석

• 화학 억제제: 일부 점토 및 고무에 포함된 황(Sulfur), 다른 RTV 제품에서 나오는 주석(tin), 에폭시 경화제나 일부 페인트에 들어 있는 아민(amine), 그리고 특정 플라스틱(PVC, PET)은 백금 촉매를 독화시켜 접촉면에서 반응을 중단시킬 수 있습니다.
• 환경 요인: 20°C 이하의 온도에서는 반응 속도가 급격히 느려지고, 과도한 습도는 축합경화형(주석계) 시스템에 방해가 될 수 있습니다.

전문 솔루션 및 기술:

1. 격리 장벽 테스트: 마스터 모델에 억제 물질이 포함되어 있다고 의심될 경우, 범용 장벽 코팅제를 사용하세요. 가능한 선택지는 다음과 같습니다:

• 아크릴 스프레이 씰러(여러 번의 얇은 코팅)
• 셀락(유기 소재용)
• 특수 내식성 프라이머
• 성형 전에 장벽층이 완전히 경화되도록 충분한 시간(24시간 이상)을 둡니다.

2. 해결책으로서의 재료 선택: 일관되게 문제가 되는 마스터(예: 특정 3D 프린팅용 수지)의 경우, 주석 경화형(축합 경화형) 실리콘으로 교체하세요. 수축률은 다소 높지만, 화학적 억제에 훨씬 더 강한 저항성을 가집니다.

3. 공정 제어: 온도 조절 캐비닛이나 스페이스 히터를 사용하여 25~30°C의 따뜻하고 안정된 경화 환경을 유지하세요. 균열을 유발할 수 있으므로 과도한 열로 경화를 강제하지 마세요. 정확한 혼합 비율과 충분한 혼합이 완전히 경화되고 내구성 있는 몰드를 만드는 핵심입니다.

3. 몰드 파열 또는 짧은 몰드 수명

몇 번 사용 후에 찢어지는 몰드는 생산 효율성을 저하시키고 개별 제품당 비용을 증가시킵니다.

근본 원인에 대한 분석

• 프로젝트에 부적합한 경도(쇼어 A)를 선택한 경우;
• 금형의 벽이 너무 얇음;
• 형틀 분리 시 과도한 힘 가해짐;
• 제대로 청소하거나 유지보수하지 않은 상태에서 빈번히 사용함;

전문 솔루션 및 기술:

적절한 경도를 선택하세요:

• 복잡하거나 매우 정밀한 몰드의 경우 Shore A 20–30 사용.
• 크고 단순한 몰드의 경우 Shore A 30–40 사용.

• 몰드 벽 두께를 5–15mm 사이로 유지하십시오；
• 마찰과 응력을 줄이기 위해 금형 이형제를 사용하십시오.
• 사용 후마다 금형을 깨끗이 청소하고 건조한 후 적절히 지지하십시오.

적절한 경도를 선택하고 올바른 지지를 보장하면 금형 수명을 크게 연장할 수 있습니다.

4. 금형 변형 또는 표면 오목 현상

완성품보다 약간 작거나 휘어진 부품을 생산하는 금형은 기능 조립체에 사용하기 어려운 경우가 많습니다.

근본 원인에 대한 분석

• 경화 중 움직임이나 진동;
• 금형이 완전히 경화되기 전에 분리;
• 실리콘의 무게로 인해 변형되는 부드럽거나 유연한 마스터 모델;
• 불균일한 경화 온도;

전문 솔루션 및 기술:

1. 두꺼운 금형의 열 관리: 4cm보다 두꺼운 블록의 경우, 두꺼운 층에도 적합한 실리콘(경화 속도가 느리고 발열이 낮은)을 사용하십시오. 각 층이 겔화될 때까지 기다리며 2~3cm 두께로 여러 층으로 나누어 주입하여 열이 분산되도록 하십시오.
2. 필수 후처리 경화: 권장 시간에 따라 탈형한 후, 제어된 조건에서 후처리 경화를 수행하십시오. 몰드를 60~80°C의 오븐 안에 1~2시간 동안 넣어 완전한 반응을 유도하고 치수를 안정시키며 인장 강도를 향상시킵니다.
3. 재료 선택이 중요합니다: 정밀한 치수 정확도가 필요한 경우(예: 공학 프로토타입), 수축률이 0.1% 미만인 플래티넘 경화 첨가형 실리콘을 사용하는 것이 필수적입니다.

경화 중 안정성은 정확한 몰드 치수를 얻기 위해 매우 중요합니다.

5. 몰드 붙음 또는 탈형 어려움

탈형이 어려운 경우, 고가의 마스터와 새로 만든 몰드 모두 손상될 위험이 있습니다.

근본 원인에 대한 분석

• 탈형제를 도포하지 않음;
• 호환되지 않는 재료(레진, 금속, 또는 특정 플라스틱);
• 기름, 먼지 또는 경화되지 않은 코팅과 같은 오염물질；
• 깊은 언더컷 또는 복잡한 형상；

전문 솔루션 및 기술:

• 실리콘을 붓기 전에 항상 얇고 고르게 탈형제를 도포하십시오；
• 탈형 성능 향상을 위해 봉합 왁스 또는 표면 처리를 사용하십시오；
• 마스터 모델을 철저히 세척하고 건조시키십시오；
• 깊은 언더컷의 경우, 여러 개의 부품이나 유연한 구역으로 몰드를 설계하십시오；
• 더 높은 유연성을 가진 실리콘(낮은 샤어 경도) 사용을 고려하십시오；

마스터 모델의 적절한 준비는 매끄럽고 반복 가능한 탈형을 보장합니다.

결론: 더 나은 재료 + 더 나은 기술 = 더 나은 몰드

액상 실리콘은 매우 다용도이며 몰드 제작에 훌륭한 선택이지만, 최종 결과는 적절한 혼합, 탈기, 경화 및 탈형 방법에 크게 의존합니다. 위에서 설명한 일반적인 문제들을 이해하고 예방함으로써 몰드의 일관성, 디테일 재현성 및 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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• 맞춤형 경도 및 점도 옵션；
• 공정 최적화；
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