정해진 생산수량을 성형하고 나면 다른 제품을 이어 생산하기 위한 금형교환이 이루어진다. 다품종 생산으로 변화된 제조환경에서 현장에서의 금형교환은 빈번히 이루어지고 있다. 사출성형기에서 생산을 끝낸 금형을 분리시키고 새로운 금형을 장착하는데 걸리는 시간 동안 성형기계는 가동이 멈춰 있는 상태이다. 제조공장에서 기계동작이 멈추면 부가가치가 제로이기 때문에 금형교환작업을 최단시간에 마무리하는 것은 매우 중요하다. 규모가 큰 대형금형은 사출성형기 장착에 몇 시간이 걸리기도 한다. 여러가지 사소한 부적합 시간과 낭비요소를 줄일 수 있다면 부가가치를 더 확보할 수 있다.
금형 예열
사출성형기에 금형을 장착한 후에 핫러너 온도컨트롤러 작동을 개시하면 금형가열시간에 최소 30분 이상 소요된다. 이 시간동안 사출성형기는 제품을 생산하지 않는 정지상태가 된다. 금형 운반 전에 별도의 장소에서 금형예열기, 핫러너예열기 등을 이용해 미리 가열해 놓으면 금형예열시간을 크게 줄일 수 있다. 미리 예열시킨 금형을 성형기에 장착하여 사출하면 양품이 나오기까지 걸리는 사출횟수와 폐기하는 재료 손실을 1/3로 줄일 수 있다. 금형보관장소에 예열시스템이 구축되어 있으면 효과는 더욱 커진다. 금형예열은 핫러너 동작에 문제가 있는지를 사전에 확인하는 기능도 수행하기 때문에 불량에 선제 대응하기 위한 시간관리에도 유용하다.
주변기기
핫러너 컨트롤러, 금형온도조절기, 가스발생기, 급속가열·냉각 컨트롤러 등의 주변기기를 사출성형기마다 고정 설치하는 것이 좋다. 주변기기는 공용으로 사용하는 경향이 있어서 필요할 때 해당 사출성형기로 이동해야 하는 불편함이 있다. 이 과정에서 운반과 설치시간 낭비가 발생하고 연결조건이 맞지 않는 경우가 일어나기도 한다. 생산일정이 중복되면 공용 주변기기의 부족으로 기계 가동을 못하는 경우도 발생한다. 비용이 들더라도 주변기기를 사출성형기마다 고정설치하는 것이 낭비시간을 제거하는데 훨씬 효과적이다.
호이스트
2개의 호이스트를 적절하게 사용하면 불필요한 시간낭비를 제거할 수 있다. 일반적으로 생산이 종료된 금형을 사출성형기에서 내린 후 동일한 호이스트로 다음 금형을 운반해 가져온다. 호이스트 동시사용은 2명의 작업자가 사출성형기에서 내리는 금형과 새로 올릴 금형에 별개의 호이스트를 각각 연결하여 동시에 운반하는 방식이다. 1개의 호이스트를 생산종료 금형에, 다른 1개의 호이스트를 신규로 투입하는 금형에 걸어 동시에 운반하면 금형이동시간을 50% 절약할 수 있다. 우리가 쉽게 무시하는 사소한 시간이 모이면 낭비를 없애고 부가가치를 높이는데 도움이 된다.
아이볼트
금형운반에 필수적인 아이볼트는 규격이 다양하다. 현장에서는 많은 도구와 부품을 취급하므로 금형에 가공되어 있는 규격의 아이볼트를 찾느라 시간을 허비하는 일이 자주 일어난다. 아이볼트를 규격별로 다른 색상으로 도색하고, 금형의 탭(TAP) 주변에는 해당 아이볼트의 색상을 도색한다. 색상을 통해 원하는 아이볼트를 곧바로 찾을 수 있고, 금형과 아이볼트의 색상이 일치하면 규격을 확인하지 않고 바로 체결하면 된다. 단순한 아이디어와 간단한 방식이지만 눈으로 보는 관리를 통해 낭비시간 제거가 가능하다. 훌륭한 개선 아이디어는 현장에서 비롯된다.
금형교환
전통적인 금형이동 및 교환방식을 탈피한 자동화 전동대차를 이용하는 방법이다. 자동화가 갖춰진 전동대차는 호이스트 조작을 필요로 하지 않는다. 대차에 금형을 싣고 지정된 위치로 이동한 후 정확한 높이를 유지하면서 위가 아닌 옆에서 사출성형기 안으로 금형을 밀어넣는다. 금형교환 대차는 생산이 끝난 금형을 사출성형기에서 수평 방향으로 안전하게 빼내고 대기금형을 삽입하는 방식이다. 모든 과정이 프로그램이 작성해 놓은 순서에 의해 작동하며 작업자가 개입하지 않으므로 시간이 단축되고 작업 오류와 안전사고를 방지할 수 있다.
공구수납
금형장착에 필요한 공구를 수납한 이동대차를 이용한다. 금형을 사출성형기에 장착할 때는 스패너, 니쁠, 볼트 등 여러 종류의 공구와 부품이 필요하다. 금형교체 작업을 하다가 매번 공구를 찾으러 현장을 돌아다니지 말고 바퀴가 달려 이동이 가능한 공구수납 대차를 근처에 두고 이용하도록 한다. 자동차 정비소의 공구대차가 대표적이다. 공구 대차를 이용하면 쓸데없는 비작업 낭비시간을 조금이라도 절약할 수 있다.
원터치니쁠과 냉각매니폴드
복잡한 냉각호스의 연결을 단순화시키는 냉각 매니폴드블록을 사용한다. 작업시간 단축을 위해 나사를 조이는 과정 없이 삽입만으로 연결이 가능한 원터치 니쁠 방식을 이용하도록 한다. 냉각수 주입과 배출을 구분하여 매니폴드블록 부위를 나누고 최종적으로 니쁠을 사출기와 원터치로 결합하면 냉각에 관련한 작업시간을 대폭 줄일 수 있다. 금형의 냉각수 입구와 출구 구멍 주위를 별도의 색상으로 칠하여 구분하는 것도 오류를 제거하기 위한 눈으로 보는 관리이다.
사출실린더
금형교환 과정에서 사출실린더 후퇴·전진 거리를 최단길이로 표준화한다. 대개의 경우 실린더를 무의식적으로 길게 후퇴하고 전진시킨다. 실린더 후퇴거리를 30cm로 표준화시키면 금형교환 단계에서 실린더 이동시간을 50% 이상 단축시켜 양산조건 확보까지 걸리는 시간을 줄일 수 있다.
방청제
캐비티의 성형부 표면 상태는 유동수지가 흐르는 표면이므로 성형품 외관품질과 직결되는 중요한 요소이다. 성형부 표면 청소와 청결을 유지하기 위해 일반적으로 기름걸레(보루)를 사용하고 있다. 기름걸레의 부적절한 사용은 금형표면을 오염시키거나 깔끔하지 못하게 한다. 손가락이 들어가도록 장갑 모양으로 만든 부드러운 기름걸레를 사용하면 금형표면을 더욱 빠른 시간에 매끄럽게 마무리할 수 있다.
기종 변경
생산계획과 작업지시서에 따라 사출기별로 목표시간을 배정하고 담당 작업자가 투입해야 할 대기 금형에 대해 숙지하도록 관리한다. 새로운 투입금형에서 발생할 수 있는 문제를 미리 파악하여 대비하는 것이다. 담당 작업자가 투입이 예고되어 있는 금형의 보관위치, 준비사항 등을 사전에 파악할 수 있게 되어 준비시간을 최소화하고 신속한 작업을 수행할 수 있다.
금형 보관
사출양산 현장에는 많은 금형이 보관되어 있다. 작업자가 금형 찾는 시간을 줄일 수 있도록 정해진 규칙에 의해 보관하도록 한다. 금형위치가 표시된 현황판을 만들어 눈으로 보는 관리를 실현하면 금형을 찾느라 허비하는 간접시간을 줄일 수 있다. 정해진 위치에 보관하는 것은 3정 활동의 기본이다. 최근에는 ICT를 활용해서 금형위치 추적이 가능하다. 중량이 상대적으로 가벼운 소형금형인 경우 생산현장을 2층 구조로 만들어 해당 사출기 위에 대상 금형들을 보관하면 편리하다. 개발금형과 양산금형을 식별하기 위한 착색이나 라벨 부착도 시간 절약에 도움이 된다.
이 밖에 금형의 취부판 두께 표준화, 사출성형기 유압클램프 사용 등도 금형교환시간을 줄이는 방법에 해당한다.
출처 – 삼성전자 기종변경 싱글화 개선활동