사출 성형 실리콘 부품: 공정, 장점 및 적용 분야

2026 년 7 월 7 일

실리콘 사출 성형은 플라스틱 사출 성형과는 다릅니다. 플라스틱은 녹아서 흐르는 반면, 실리콘은 화학적으로 응고된 액체입니다. 기계는 실리콘 부품을 직접 혼합하고 가열하여 응고시킵니다. 원료를 녹이거나 냉각 과정을 거칠 필요가 없습니다.

본 논문에서는 실리콘 고무 성형 공정 단계, 성능상의 이점, 그리고 주요 부품이 실리콘 고무 성형에 의존하는 산업 분야를 살펴봅니다. 실리콘 성형이 플라스틱 성형과 다른 이유와 이러한 지식을 공장 현장에서 적용하는 방법을 알아볼 수 있습니다.

사출 성형 실리콘 부품이란 무엇인가요?

작업자가 두 가지 액체를 섞습니다. 기계가 이 혼합물을 뜨거운 금형에 밀어 넣습니다. 그런 다음 금형 안의 부품이 굳어져 밖으로 밀어낼 수 있습니다. 이것이 실리콘 사출 성형을 한 문장으로 설명한 것입니다.

실리콘 고무에는 크게 두 가지 종류가 있습니다. LSR은 액상 실리콘 고무로, 빠르게 경화되는 실리카겔입니다. 대량 생산되는 실리콘 고무 성형에 주로 사용됩니다. HCR은 고품질 고무로, LSR보다 질감이 안정적이며 반죽과 같은 형태를 띕니다. 사출 성형이 아닌 압축 성형이 필요합니다. 사출 성형 공정 자체가 자동화되어 있기 때문에 대부분의 사출 성형 실리콘 부품에는 LSR이 사용됩니다.

실리콘 사출 성형의 특성은 다양한 응용 분야에서 나타납니다. 유연하면서도 찢어지지 않고, -50°C에서 200°C까지의 열 안정성을 가지며, 화학적으로 안정적이고, 냄새가 없으며, 압축 후에도 원래 형태로 복원되고, 공기와 액체를 확실하게 밀봉할 수 있습니다.

소비자의 일상생활 곳곳에 이러한 예가 있습니다. 예를 들어 젖병 꼭지, 의료용 마스크 밀봉재, 주방 저울의 키패드 버튼, 에스프레소 머신용 가스켓, 정수기 필터용 O링 등이 있습니다. 이 모든 것은 대량 생산되는 사출 성형 실리콘 부품입니다. 사용자는 제조 방식에 대해 생각해 본 적이 없습니다. 이것이 바로 훌륭한 디자인입니다.

실리콘 부품의 사출 성형 공정

사출 성형 실리콘 부품 제작은 플라스틱 부품 제작과는 다른 과정을 거칩니다. 이론상으로는 단계가 동일하지만, 세부적인 사항은 완전히 다릅니다. 각 단계를 차근차근 살펴보겠습니다.

1단계: 금형 제작

LSR 금형은 플라스틱 금형이 아닙니다. LSR 금형은 완벽한 밀봉이 필수적입니다. 재질이 얇기 때문에 누출되기 쉽습니다.

환기가 관건입니다. 환기가 너무 부족하면 공기가 갇히고, 너무 과하면 실리콘이 새어 나옵니다. 이 균형을 찾는 것이 금형 엔지니어의 기술입니다.

CNC 가공은 캐비티 형상을 절삭하고, EDM(전기 방전 가공)은 절삭 공구가 도달할 수 없는 미세한 디테일과 날카로운 모서리를 만듭니다. 두 가지 방법 모두 필요합니다.

콜드 러너 시스템은 표준입니다. 재료는 사출 장치에서 금형 입구까지 이동하는 동안 차가운 상태를 유지합니다. 그런 다음 뜨거운 금형에 닿아 경화됩니다.

2단계: 재료 준비 및 계량

LSR은 두 개의 드럼에 담겨 있습니다. A 부분에는 기본 폴리머와 백금 촉매가 들어 있고, B 부분에는 가교제와 충전제가 들어 있습니다. 기계는 두 부분을 모두 펌핑합니다. 정적 믹서가 두 부분을 정확한 1:1 비율로 혼합합니다. 공기가 유입되지 않아 오염이 발생하지 않습니다.

사출 장치는 실온이 아닌 차가운 상태로 작동될 것입니다. 재료가 뜨거워지면 경화가 조기에 시작될 수 있습니다.

안료 또는 첨가제는 혼합 단계에서 첨가됩니다. 주입 장치는 사전 설정된 기준에 따라 색상, 윤활성 및 항균성을 조절합니다.

3단계: 금형에 주입

열가소성 수지는 수천 PSI에 달하는 고압으로 사출됩니다. 반면 실리콘 고무 성형은 저압(수백 PSI면 충분)을 사용합니다. 따라서 재료가 쉽게 흐르고 금형에 강한 체결력이 필요하지 않습니다.

콜드 러너 시스템은 혼합된 LSR을 가열된 캐비티 쪽으로 유도합니다. 게이트에 도달하면 온도가 급격히 상승하고 경화가 즉시 시작됩니다.

진공 포트를 통해 사출 전에 캐비티에서 공기를 빼냅니다. 기포가 없으면 공극이 없고, 공극이 없으면 기계적 특성이 균일합니다. 이 단계를 통해 양품과 불량품을 구분할 수 있습니다.

4단계: 경화(가황)

열이 반응을 활성화시킵니다. 금형 온도는 150°C에서 200°C(300°F에서 425°F) 사이입니다. 백금 촉매가 가교 반응을 촉진합니다. 실리콘 사슬이 서로 결합합니다. 액체가 고체 엘라스토머로 변합니다.

사이클 타임은 짧습니다. 얇은 벽 부품은 10초, 두껍고 복잡한 형상은 90초입니다. 대부분의 사출 성형 실리콘 부품은 1분 이내에 경화됩니다.

5단계: 탈형 및 마감

이음매 제거는 섬세한 작업입니다. 핀은 부드러운 재질에 구멍을 낼 수 있습니다. 공기 분사로 부품을 캐비티에서 들어 올립니다. 이젝터 플레이트는 뒤에서 고르게 밀어냅니다. 흠집이나 손상이 발생하지 않습니다.

일부 부품은 바로 포장 단계로 넘어갑니다. 다른 부품들은 후경화 과정이 필요합니다. 오븐을 150°C에서 200°C로 설정하고 2~4시간 동안 가열합니다. 이 열은 가교 반응을 완료하고 기계적 특성을 안정화하며 압축 영구 변형률을 개선합니다.

자동화는 흔한 일입니다. 로봇이 금형에서 부품을 꺼내 냉각대에 올려놓습니다. 실리콘 사출 성형은 많은 공장에서 무인으로 가동됩니다. 재료의 특성이 일정하고 기계가 동일한 사이클을 반복하기 때문에 사람은 모니터링하고 재료를 보충하기만 하면 됩니다.

실리콘 부품에 사출 성형을 사용할 때의 주요 이점

실리콘 사출 성형은 가장 저렴한 공정은 아닙니다. 준비 시간도 가장 빠른 편은 아닙니다. 하지만 적절한 용도에 사용될 경우, 그 이점은 비용을 충분히 상쇄합니다.

고정밀 및 복잡한 형상

±0.01mm의 정밀도는 일상적인 작업입니다. 특별하거나 어려운 작업이 아닙니다. 얇은 벽, 기능적인 언더컷, 복잡한 표면 형상도 금형에서 바로 사용할 수 있도록 제작됩니다.

최소한의 낭비 및 플래시 없음

밀폐형 금형 시스템은 재료를 완벽하게 밀봉합니다. 재료가 거의 새어 나오지 않습니다. 새어 나온다는 것은 재료가 쉽게 찢어진다는 것을 의미합니다. 사출 성형된 실리콘 부품은 대부분 후처리 트리밍이 필요하지 않습니다. 러너 시스템은 액체 상태를 유지하며 다음 사출에 재사용됩니다. 따라서 폐기물이 거의 발생하지 않습니다.

빠른 사이클 시간

한 번 사출에 15초에서 60초가 소요됩니다. 여기에는 사출, 경화 및 탈형 과정이 모두 포함됩니다. 두꺼운 부품은 시간이 더 오래 걸리지만, 얇은 부품은 매우 빠르게 생산됩니다. 대량 생산의 경우, 이러한 속도는 경제성을 완전히 바꿔놓습니다.

완전 자동화된 프로세스

이 기계는 밀폐된 회로 내에서 두 구성 요소를 계량하고 혼합합니다. 비율은 정확하게 유지됩니다. 작업자가 개방된 재료를 직접 만지지 않으므로 오염 위험이 줄어듭니다. 부품당 인건비가 매우 낮습니다. 한 사람이 여러 대의 기계를 조작할 수 있습니다.

우수한 재료 특성

온도 범위는 -50°C ~ +230°C입니다. 오토클레이브 멸균이 가능합니다. 의료용 접촉에 대한 ISO 10993 기준을 충족하는 생체 적합성 소재입니다. 화학 물질, 자외선 및 오존에 대한 내성이 있습니다. 압축 변형률이 낮게 유지되며, 수년간의 압축 후에도 원래 형태로 복원됩니다.

최소 수축

후경화 처리된 부품은 수축률이 0.5% 미만입니다. 이는 안정적이고 예측 가능한 수치입니다. 설계자는 추측 없이 최종 치수를 신뢰할 수 있습니다.

클린룸 호환 가능

실리콘 사출 성형은 ISO 7등급 또는 8등급 클린룸에서 진행됩니다. 미세 입자나 오염 물질이 전혀 발생하지 않습니다. 의료용 임플란트, 약물 전달 부품 및 제약용 밀봉재는 멸균 처리가 가능한 상태로 생산됩니다.

오버몰딩 기능

이 기계는 LSR(액상 실리콘 리소그래피)을 플라스틱이나 금속 인서트에 직접 주입할 수 있습니다. 실리콘은 경화 과정에서 화학적으로 결합됩니다. 접착제나 프라이머가 필요 없습니다. 부드러운 그립감을 가진 견고한 손잡이가 일체형으로 제작됩니다. 금속 핀 위에 실리콘 씰이 있는 의료용 커넥터는 완전히 조립된 상태로 제공됩니다. 이것이 바로 오버몰딩의 장점입니다.

사출 성형 실리콘 부품을 사용하는 산업 분야

사출 성형 실리콘 부품은 우리 주변 곳곳에서 찾아볼 수 있습니다. 이 소재의 특성은 특정 작업에 다른 어떤 소재보다 더 적합합니다. 실리콘 부품이 사용되는 분야는 다음과 같습니다.

의료 및 건강 관리

호흡기 마스크는 얼굴에 부드럽게 밀착되어야 합니다. 카테터는 매끄럽고 생체 적합성 표면이 필요합니다. 주사기 밀봉부는 누출되거나 입자가 떨어져 나가지 않아야 합니다. 이식형 의료기기 부품은 절대적인 순도와 장기적인 안정성을 요구합니다. 수술 기구 손잡이는 박테리아가 끼지 않으면서 편안함을 더해줍니다. 젖병 꼭지와 공갈젖꼭지는 맛이 없고 알레르기 유발 위험이 없기 때문에 실리콘으로 만들어집니다.

자동차 및 전기 자동차

엔진 씰과 개스킷은 뜨거운 오일 속에 있습니다. O링은 유체와 가스를 밀봉합니다. 고전압 전기차 커넥터 씰은 습기로부터 전기 접점을 보호합니다. 진동 감쇠기는 금속 브래킷 사이에 장착됩니다. 배터리 팩 씰은 리튬 이온 팩에 물과 먼지가 들어가는 것을 막습니다. 엔진룸 내부에서는 실리콘이 고무보다 수명이 깁니다.

전자제품 및 소비재

스마트워치와 스마트폰용 방수 씰은 값비싼 전자제품에 습기가 들어가지 않도록 보호합니다. 키패드와 버튼은 부드럽고 확실한 촉감을 제공해야 합니다. 부드러운 촉감의 그립은 도구와 가전제품을 편안하게 잡을 수 있도록 해줍니다. 보호 커버와 케이블 정리 액세서리는 유연성과 내구성을 위해 실리콘 소재를 사용합니다. 부품은 낙하 충격에도 견뎌야 하며, 균열이나 찢어짐이 발생해서는 안 됩니다.

식품 및 유아용품

베이킹 매트와 주걱은 고온에 노출됩니다. 얼음 트레이는 부러지지 않고 휘어집니다. 식품 용기 뚜껑은 완벽한 밀폐를 제공합니다. 아기 젖병 꼭지와 치발기는 아기 입에 들어갑니다. FDA 규정 준수는 필수입니다. 유해 첨가물 없음. BPA 무첨가. 프탈레이트 무첨가. 실리콘 고무 성형은 이러한 규정을 충족합니다.

항공우주산업

산업용 밀봉 시스템은 화학 물질과 압력을 처리합니다. 멤브레인은 유체 흐름을 제어합니다. 항공우주 분야의 밀봉재는 고도에서 제트 연료와 자외선에 노출되는데, 불소실리콘 재질은 이러한 특수한 문제를 해결합니다. 건설 현장의 밀봉재는 건물 패널 사이에 사용됩니다. 유체 제어 부품은 물, 공기 및 부식성 매체를 관리합니다. 이 모든 부품의 공통점은 내구성입니다. 이러한 부품들은 천천히 고장납니다.

실리콘 사출 성형과 기타 제조 방법 비교

모든 실리콘 부품에 실리콘 사출 성형이 필요한 것은 아닙니다. 다른 방법들도 있으며, 각각의 장점이 있습니다. 아래 표는 각 방법의 장단점을 보여줍니다.

요인	LSR 사출 성형	압축 성형	트랜스퍼 성형
생산 기간	15–60초	2-5 분	1-3 분
자동화	전자동	수동 또는 반자동	반자동
낭비	매우 낮은 (콜드 러너)	높음(플래시, 오버플로우)	보통
부품 복잡성	높음(언더컷, 얇은 벽)	낮음~보통	보통
허용 오차	±0.01mm 달성 가능	±0.1mm (일반)	±0.05mm (일반)
툴링 비용	높음	낮음~보통	보통
볼륨 적합성	대량 거래량 (10만~수백만 건)	낮음~중간 볼륨	낮음~중간 볼륨

LSR 사출 성형 대 압축 성형

압축 성형은 구식 방식입니다. 미리 성형된 고체 실리콘 고무(HCR) 블록을 열린 금형에 넣습니다. 금형이 닫히면 열과 압력으로 인해 재료가 금형 내부를 채웁니다. 작업자는 남은 찌꺼기를 손으로 다듬습니다.

압축 성형 방식의 실리콘 고무 성형은 소량 생산에 적합합니다. 금형 비용도 저렴하고, 단순한 형상에도 잘 작동합니다. 하지만 사이클 시간이 길고, 폐기물이 많이 발생하며, 자동화가 어렵습니다. 복잡한 형상이나 대량 생산의 경우에는 실리콘 사출 성형이 항상 더 유리합니다. 사출 성형은 부품이 깔끔하게 나오고, 러너 시스템을 사용하면 폐기물이 전혀 발생하지 않습니다.

LSR 사출 성형 vs. 트랜스퍼 성형

트랜스퍼 몰딩은 하이브리드 방식입니다. 재료는 캐비티 위의 용기에 담겨 있습니다. 플런저가 재료를 스프루를 통해 금형 안으로 밀어 넣습니다. 재료가 경화되면 작업자는 완성된 부품과 남은 잔여물을 제거합니다.

장점은 무엇일까요? 트랜스퍼 몰딩은 압축 성형보다 인서트 처리가 더 용이합니다. 재료가 단순히 압착되는 것이 아니라 압력을 받아 캐비티로 흘러 들어가기 때문입니다. 단점은 무엇일까요? 폐기물이 발생합니다. 스프루와 불량품은 재사용할 수 없는 경화된 재료입니다. 사이클 타임은 사출 성형보다 길고 자동화에도 한계가 있습니다. 인서트가 필요한 중간 규모 생산량에는 트랜스퍼 몰딩이 적합하지만, 대량 생산에는 적합하지 않습니다.

LSR 사출 성형 vs. 3D 프린팅 실리콘

실리콘 3D 프린팅 기술은 이미 존재합니다. 하지만 속도가 느립니다. 부품 하나를 만드는 데 몇 시간이 걸립니다. 표면 마감도 거칠고, 기계적 특성도 주형으로 만든 부품보다 떨어집니다.

3D 프린팅은 언제 선택해야 할까요? 시제품 제작, 단품 부품 제작, 매주 디자인이 변경되는 경우에 적합합니다. 실리콘 사출 성형은 언제 선택해야 할까요? 대량 생산, 수백 개 이상의 부품 제작, 정밀한 공차 또는 매끄러운 표면이 요구되는 부품 제작, 그리고 수년간 안정적인 성능을 유지해야 하는 용도에 적합합니다.

사출 성형 실리콘 부품 설계 시 고려 사항

실리콘 사출 성형을 위한 설계는 플라스틱 사출 성형을 위한 설계와 동일하지 않습니다. 규칙은 겹치는 부분이 있지만, 차이점이 중요합니다.

최소 벽 두께

벽 두께가 얇아도 괜찮습니다. 실리콘은 흐름성이 좋습니다. 작은 부품의 경우 최소 0.5mm 두께면 충분합니다. 큰 부품은 1.0mm에서 1.5mm 정도가 필요합니다. 0.4mm보다 얇게 하면 경화가 시작되기 전에 재료가 캐비티를 완전히 채우지 못할 수 있습니다. 그러면 합선이 발생하거나 부품이 불완전해질 위험이 있습니다.

탈형 시 드래프트 각도

실리콘은 유연하고 잘 늘어납니다. 이는 도움이 되지만, 드래프트 각도는 여전히 중요합니다. 보통 1~2도면 충분합니다. 깊은 홈이나 질감이 있는 표면의 경우, 각도를 더 높여야 합니다. 3도, 심지어 5도까지도 괜찮습니다. 부품은 찢어지지 않고 금형에서 분리되어야 합니다. 금형 설계자는 당신의 노력을 높이 평가할 것입니다.

날카로운 모서리를 피하세요

날카로운 안쪽 모서리는 응력을 집중시켜 부품이 찢어지게 만듭니다. 탈형 과정에서도 찢어지고, 사용 중에도 찢어집니다. 모서리에 곡률을 주세요. 최소 0.3mm, 0.5mm면 더 좋습니다. 금형 제작자는 날카로운 모서리보다 곡률을 만드는 것이 훨씬 쉽습니다.

언더컷 통합

실리콘은 플라스틱과 달리 언더컷이 반드시 문제가 되는 것은 아닙니다. 실리콘 부품은 유연하여 코어 위로 늘어나거나 캐비티에서 쉽게 분리될 수 있습니다. 하지만 한계는 있습니다. 언더컷은 영구적인 변형 없이 분리될 수 있을 만큼 충분히 얕아야 합니다. 좋은 기준은 무엇일까요? 언더컷 깊이는 벽 두께의 절반을 넘지 않아야 합니다. 설계 단계에서 이를 확인하고, 탈형 과정을 시뮬레이션해 보세요. 섣부른 판단은 금물입니다.

파팅라인 배치

분할선은 두 개의 금형 반쪽이 만나는 부분입니다. 실리콘 부품의 경우, 이 부분에 얇은 플래시 라인이 생깁니다. 이 플래시 라인은 일반적으로 제거할 수 있지만, 위치는 중요합니다. 분할선이 외관상 보기 좋은 표면이나 밀봉면에 닿지 않도록 해야 합니다. 플래시를 쉽게 다듬을 수 있는 모서리나 가장자리에 분할선을 만드는 것이 좋습니다.

환기 요구 사항

실리콘은 공기를 가두는 성질이 있습니다. 금형에는 벤트(공기 배출구)가 필요합니다. 벤트는 재료가 금형 내부를 채울 때 공기가 빠져나갈 수 있도록 하는 미세한 통로입니다. 벤트가 없으면 기포가 생겨 제품의 외관이 불량해지고 사용 중 고장이 발생할 수 있습니다. 벤트의 깊이는 매우 중요합니다. 너무 얕으면 공기가 빠져나갈 수 없고, 너무 깊으면 실리콘이 새어 나와 플래시가 발생합니다. 사출 성형 실리콘 부품의 표준 벤트 깊이는 0.01mm에서 0.02mm입니다. 이는 매우 미세한 크기이므로 정밀한 금형 제작이 필요합니다.

다음 규칙을 따르십시오. 금형이 제대로 작동하고, 부품이 깔끔하게 분리되며, 불량률이 낮아질 것입니다. 이 규칙들을 무시하면 실리콘 고무 성형은 생산 공정이 아닌 문제 해결 작업으로 전락할 것입니다.

사출 성형 실리콘 제품에 NOBLE을 선택해야 하는 이유는 무엇일까요? CNC 가공 부품?

제조 파트너를 선정하는 것은 쉽지 않습니다. 잘못된 선택은 시간과 비용 낭비로 이어집니다. NOBLE은 실리콘 사출 성형과 CNC 가공을 한 곳에서 모두 수행합니다.

많은 공장들은 생산만 담당합니다. 도면을 받아서 부품을 출하할 뿐이죠. 하지만 NOBLE은 그보다 훨씬 앞서 나갑니다. 철근을 자르기 전에 설계 컨설팅을 진행하고, DFM 검토를 통해 문제를 조기에 발견합니다. 조립과 포장으로 마무리를 합니다.

당사의 핵심 제조 역량

사출 성형

액상 실리콘 고무(LSR) 사출 조형 을 통한 의료, 자동차, 전자제품 및 소비재
열가소성 사출 성형 강성 부품의 경우 오버몰딩 어플리케이션
다중 소재 성형 (플라스틱 또는 금속 인서트에 LSR이 오버몰딩됨)
자체 제작 곰팡이 제작 및 유지보수

CNC 가공

정밀성 CNC 밀링 CNC 터닝 금속 및 플라스틱 부품용
신속한 프로토 타이핑 소량 생산부터 대량 생산까지
엄격한 공차 ± 0.005 mm
생산 능력 맞춤형 금형 제작 사출 성형용

프리미엄 부가서비스

제조용 설계(DFM)검토 및 최적화
프로토 타이핑 에 대량 생산 전에 설계를 검증하십시오.
조립 of 완성된 부품을 하위 조립품 또는 완제품으로 분해합니다.
포장 및 물류 맞춤형 귀하의 요구사항에

중요한 인증

NOBLE은 국제적으로 인정받는 품질 관리 시스템에 따라 운영되어 일관성 있고 추적 가능하며 규정을 준수하는 제조를 보장합니다.

인증	범위
ISO 9001:2015	사출 성형 및 CNC 가공을 포함한 모든 제조 공정에 대한 품질 관리
ISO 13485:2016	의료 디바이스 제조 품질 관리 - 의료, 수술 및 진단 분야에 사용되는 실리콘 부품에 필수적입니다.