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[케이스 스터디] 주방용품 주조금형업체, 금화정공
2016-07-27 6,572 26

제품설계 방안 검증에 다이캐스팅 유동해석 적용


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금화정공은 1997년 김포에서 설립되어 프라이팬, 냄비 같은 주방용품의 주조금형을 전문으로 제작하고 있다. 회사설립 초기에는 머시닝센터를 이용해 임가공을 전문으로 제작했다. 10여 년 후에는 사출, 다이캐스팅, 프레스 금형으로 사세를 확장했고, 2008년 부천에 터를 잡고 금형세트를 전문으로 제작하고 있다. 지난해 주조 시뮬레이션을 통해 개발 중인 신제품의 결함 예측과 방안 검증으로 제품의 납기일을 단축하는 한편 불량률도 감소했다.

■ 박경수 기자 kspark@cadgraphics.co.kr

■ 업체명 : 금화정공
■ 대표자 : 안호섭
■ 설립연도 : 1997년
■ 사업분야 : 프라이팬, 냄비 주조금형, 기어박스 외 산업용품 주조금형
■ 직원수 : 16명
■ 매출액 : 35억원
■ 주소 : 경기도 부천시 원미구 원미로 201번길 16 (춘의동)
■ 전화 : 032-656-9332
■ 사용 솔루션 : ISC Casting


주방용품 주조금형 전문 제작


금화정공은 설계와 총괄을 맡고 있는 안호섭 대표와 영업, 납품, 외주관리를 맡고 있는 김용호 이사가 공동으로 투자해서 창업한 회사다. 현재 설계파트 3명, 기계파트 4명, 사상조립 8명, 그리고 경리 업무 등을 포함해 총 인원은 16명이다.

금형에서 임가공은 제품 내부의 형상부위만 가공하지만 금형세트는 사출이나 다이캐스팅 기계에 올려서 제품을 생산할 수 있도록 하는 것이다. 공정과정은 더 복잡하고 섬세한 작업이 필요하다. 이러한 세밀한 작업을 위해 금화정공은 머시닝센터 5대를 비롯해 PS pgm 2대, 범용밀링 1대, 범용선반 1대, 호이스트, 콤프레셔, 연삭기, 레이저 조각기 등을 갖추고 있다. 이를 기반으로 주방용품 업체인 네오플램, 서원팰러스, 드림셰프 등에 주조금형을 납품하고 있다.

금화정공 안호섭 대표는 “주조업체와 금형업체 간에 보이지 않는 경합들이 많아 힘들었던 적도 있지만 주조업체를 이해하는 마음으로 노력해 왔다”며 “김포에만 100여 개가 넘는 주조업체가 있는데, 이들 업체로부터 좋은 평가를 받고 있다”고 밝혔다.

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▲ 금화정공의 프라이팬, 냄비 등 주조금형 생산 현장

생산시스템 규격화로 주조금형 대량 생산


금화정공은 한 업체당 금형세트를 200벌 정도 생산하고 있다. 프라이팬, 냄비 같은 주방용품의 주조금형을 한 달이면 약 35세트를 만들어 납품할 수 있는 수준이다.

현재 코어 소재는 주문해서 쓰고 있고, 외주로 내보내는 것은 열 처리와 몰드베이스 제작에 대한 것들 뿐이다. 또한 내부적으로 자체 설비를 갖추고 있고, 규격화와 표준화를 통해 빠르게 제품을 납품함으로써 타 업체와의 경쟁에서 비교우위를 점하고 있다.

안호섭 대표는 “사업 초창기에는 생산 설비가 규격화되어 있지 않아서 제품에 따라 표준화를 시키기 위해 많은 노력을 기울여 왔다”며 “거래처에서 제품 디자인은 정해서 오지만 몰드베이스별로, 외곽 틀의 사이즈별로 크기를 규격화함으로써 이제는 3~4주 안에 주조금형을 제작할 수 있는 시스템을 갖추게 됐다” 고 말했다.

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▲ 금화정공이 만든 프라이팬, 냄비 등 주조금형과 납품 업체에서 만든 완성 제품

제품 방안 검증에 CAE 적용


금화정공은 지난해 한국생산기술연구원(이하 생기원)에 Carat 24 Fry 제품의 방안 검증을 위해 다이캐스팅 유동해석을 신청했다. 컨설팅 결과, 기포결함 및 용탕 충전 중에 발생하는 결함을 최소화할 수 있는 개선방안을 주조업체에 요구했다.

생기원에서는 제품의 유동 및 응고해석을 진행하여 용탕 충전 양상과 응고해석 결과를 분석해 데이터를 전달했다. 금화정공은 컨설팅을 받기 전에는 제품 생산 중 미충전 및 기포결함 등의 문제가 발생해도 원인을 규명하기 어려워 방안 개선에 어려움을 겪었다. 하지만 주조 해석 시뮬레이션을 통해 충전 중 발생하는 결함 등에 대해 가시적인 확인이 가능해졌고, 개선방안을 도출하는데도 도움이 됐다.

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▲ Carat 24 Fry 다이캐스팅 유동해석 과정(개선안에 대한 추가 해석 진행 후 결과 비교)

한편 금화정공은 주조생산 시 발생되는 금형의 침식과 잔크랙 (5000쇼트에서 발생)으로 제품생산 및 품질저하, 금형수명 단축과 추가비용 등이 발생해서 겪었던 어려움을 개선해 새로운 방안을 마련하고 특허출원에도 관심을 기울이고 있다. 금형에서 제품/코어형합부를 분리함으로써 제품부 열처리경도와 코어형합부 열처리경도를 이분화하는 방법으로 기술개발 중이다.

금화정공은 개선된 기술을 금형에 바로 적용해 양산할 수 있는 체제로 바뀜에 따라 지난 해 파키스탄, 베트남 등에 수출한데 이어 올해는 이집트 거래처에서 수출 계약을 체결하기 위해 노력하고 있다.


인터뷰 | 금화정공 안호섭 대표
제품 개발에 시뮬레이션 적극 도입할 터


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주조분야로 다이캐스팅 유동해석 컨설팅을 받게 된 계기는


캐스팅 금형 내부를 엑스레이로 찍을 수도 없고, 이론적으로만 알고 있는 주조 사항들에 대해서도 제대로 이해하지 못하고 있었다. 무엇보다 주조업체에서 이야기하는 조건들이 제대로 맞는지 확인하고 싶어 한국생산기술연구원에 주조 해석에 대한 컨설팅을 요청했다.

다이캐스팅 유동해석 컨설팅을 통해 얻은 성과는 무엇인지


전에는 주조 기술자의 직감이나 경험에 의존해서 진행했던 작업들을 시뮬레이션을 통해 살펴본 결과, 50~60% 정도는 이론적으로 생각했던 것과 맞다는 것을 알 수 있었다. 하지만 40~50%는 여전히 현장 환경에 따라 좌우되고 있어 개선 방안도 필요해 보인다. 문제가 있을 것으로 생각했던 부분들을 시뮬레이션해 보니 좀 더 확실해졌다. 금형을 제작하고 주조를 거쳐 다시 손을 보는 2~3가지의 과정이 더 필요했다면 이제는 금형 제작에서 주조를 거치면 바로 양산할 수 있게 됐다.

주방용품 주조금형 외에 도전해 보고 싶은 분야가 있다면


기술이 발전함에 따라 주방용품 주조금형 분야에서도 경쟁사들이 많이 생기고 있다. 미래 먹거리를 찾기 위해 여러 가지 고민을 하다 보니 화장품 용기 제작에도 관심을 갖게 됐다. 기회가 된다면 대형 장비인 자동차 금형제작 설비에도 진출해 보고 싶다.

올해 계획 중인 사업 목표는


올해 경기가 어려운 만큼 기존 업체들과의 관계를 돈독하게 하는 한편 신규 업체 몇 군데와도 계약을 맺었다. 파키스탄과는 지금도 해외수출 거래를 하고 있다. 올해 이집트에 주조금형 제품과 기계를 수출하기 위한 협상을 진행 중이다. 수출 계약이 잘 성사된다면 새로운 미래 먹거리가 될 것이다.


기사 상세 내용은 PDF로 제공됩니다.

박경수 kspark@cadgraphics.co.kr


출처 : CAD&Graphics 2016년 8월호

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