안녕하세요! 실리콘 시리즈 3편입니다! 실리콘 가공, 뭔가 쉬울 것 같이 느껴지시나요? 미니퀴즈와 함께 같이 알아봐요!
혹시 2편 “실리콘, 어떤 타입을 써야 하나요?”를 아직 안보셨다면 보고 오는걸 추천드려요!
※드래그하여 미니퀴즈의 정답과 풀이를 볼 수 있습니다 :)
실리콘은 가공하기 쉬운 재료일까?
실리콘은 의료, 전자, 자동차, 소비재 등 다양한 산업에서 폭넓게 사용되는 고분자 소재입니다. 내열성, 유연성, 내화학성 등 다양한 특성 덕분에 활용도가 높은 소재이지만, 막상 가공 단계에 들어서면 '쉽다'고 말하기 어렵습니다. 이번 편에서는 실리콘이 실제 제조·가공 현장에서 어떤 특성을 갖고 있는지, 어떤 방식으로 가공되는지, 또 주의할 점은 무엇인지 차분하게 살펴보겠습니다.
가공하기 쉬운 재료라는 오해?
실리콘은 말랑말랑하고 유연해 보이는 특성 때문에 '가공이 쉽다'고 여겨지기도 합니다. 실제로 금속이나 경질 플라스틱보다 손에 부담을 덜 주는 물성을 가진 건 사실입니다. 하지만 그 유연성은 가공에서 독이 될 수도 있습니다.
예를 들어, 일정한 치수를 요구하는 정밀 성형에서는 실리콘의 복원력과 탄성 때문에 형태 유지가 어렵고, 절삭가공이나 드릴링과 같은 공정에서는 고무처럼 끊어지지 않고 늘어나는 성질 때문에 가공 도구에 말려들 위험이 있습니다.
즉, 소재 자체는 유연하지만, 원하는 형상과 품질을 얻기 위해선 고유의 특성을 고려한 전용 공정이 필요합니다.
실리콘의 대표 가공 방식
실리콘을 효율적으로 가공하기 위해 주로 사용되는 방식은 다음과 같습니다.
| 가공 방식 | 특징 및 용도 |
| 압축 성형 | 고체 실리콘(HCR)을 금형에 넣고 압력과 열로 성형 |
| 사출 성형 | 액상 실리콘(LSR)을 2액형으로 혼합 후 금형에 주입 |
| 수작업 몰딩 | 저비용, 소량 |
| 다이커팅/워터젯 | 정밀한 형상 가공 가능, 필름이나 얇은 시트에 적합 |
사출 성형은 가장 흔하게 사용되는 실리콘 가공 방식 중 하나로, 특히 액상 실리콘(LSR)에 적합합니다. LSR은 흐름성이 좋아 복잡한 형상도 균일하게 성형할 수 있고, 경화도 빠릅니다.
✅ 미니퀴즈 1
Q. 고온 금형 성형 공정에서 실리콘이 유리한 이유는 무엇일까요?
① 낮은 가격과 색상 유지력
② 경화 시간이 짧고 기계 접착성이 높음
③ 열 안정성과 낮은 점착성
④ 자성(磁性) 소재와의 상호작용 우수성
정답: ③ 열 안정성과 낮은 점착성
풀이: 실리콘은 -50℃~300℃ 이상의 온도에서도 성형 변형이 적고, 금형에서 쉽게 이형되기 때문에 금형 정밀도와 생산성이 높아집니다.
도구와 장비 선택이 성패를 좌우한다
실리콘 가공에서 또 하나 중요한 것은 전용 장비와 공구의 선택입니다. 일반 플라스틱과는 전혀 다른 점성이 있는 소재이기 때문에, 표준 금속 가공기기나 칼날을 그대로 적용할 경우 제품 손상, 정밀도 불량, 공구 수명 단축 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
| 가공 요소 | 일반 재료용 장비 사용 시 문제 | 적합한 대안 |
| 절삭 공구 | 뭉개짐, 찢김 발생 | 고속 스틸 칼날 또는 코팅 날 |
| 금형 재질 | 들러붙음, 이형 불량 | 고온용 금형 + 이형제 |
| 혼합 장비 | 기포 발생, 혼합 불균형 | 정밀 혼합기, 정량 펌프 사용 |
또한 실리콘은 이형제가 없을 경우 금형에 들러붙는 성질이 강하므로, 금형 표면에 불소계 이형제를 사전 도포하거나 전용 금형 소재를 사용해야 안정적인 생산이 가능합니다.
✅ 미니퀴즈 2
Q. 실리콘을 사출 성형할 때, 공정의 안정성과 품질을 위해 가장 중요한 준비사항은?
① 사출 속도 증가
② 금형 냉각을 최소화
③ 이형제 사용 및 금형 온도 제어
④ 저압 성형 유지
정답: ③ 이형제 사용 및 금형 온도 제어
풀이: 실리콘은 금형에 달라붙는 경향이 있기 때문에 이형제 사용이 필수이며, 일정한 금형 온도 제어로 균일한 경화를 도와야 품질이 확보됩니다
기포, 수축, 경화 – 실리콘 가공의 함정들
실리콘은 경화형 소재이기 때문에 가공 중 경화 시간과 방식에 따라 제품 품질이 좌우됩니다. 특히 LSR은 2액형 혼합 후 빠르게 경화되기 때문에, 혼합 직후 바로 성형해야 하며, 공정 지연 시 점착성 증가로 불량률이 높아질 수 있습니다.
또한 기포 발생도 큰 이슈입니다. 실리콘 내부에 공기가 갇히면 성형 후 표면이 들뜨거나 내부 강도가 떨어지는 문제가 발생합니다. 이를 방지하기 위해 진공 탈포 또는 압출 시 진공 챔버 사용이 권장됩니다.
| 문제 현상 | 원인 | 대책 |
| 기포 발생 | 혼합 불균형, 공기 유입 | 진공 혼합기 사용, 압력 보정 |
| 수축 | 경화 시 체적 변화 | 금형 보정 설계, 냉각 시간 조절 |
| 미경화 | 혼합 불량, 온도 부족 | 정밀 혼합 장비 사용, 금형 온도 제어 |
✅ 미니퀴즈 3
Q. 실리콘 가공에서 기포 발생을 줄이기 위한 가장 효과적인 방법은?
① 혼합 속도를 빠르게 조정
② 압출 속도를 줄임
③ 진공 상태에서 혼합
④ 후처리를 생략
정답: ③ 진공 상태에서 혼합
풀이: 진공 혼합을 통해 공기 유입을 최소화할 수 있으며, 성형 후 표면 품질과 내부 강도를 유지하는 데 결정적인 역할을 합니다.
실리콘, 알고 가공해야 성공한다
실리콘은 단순히 "말랑말랑하고 안전한 재료"가 아닙니다. 고온 안정성, 화학적 불활성, 가공 특성 등 여러 요소가 맞물린 복잡한 소재입니다. 다만 그만큼 응용 범위가 넓고, 설비와 기술이 갖춰진다면 다양한 부품 제작에 매우 유리한 선택이 될 수 있습니다. 실리콘 가공은 쉬운 길은 아니지만, 제대로 준비한다면 고부가가치를 만들어낼 수 있는 길입니다.
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다음 편에서는 “실리콘, 경화 방식에 따라 완전히 다릅니다.” 의 주제에 대 살펴볼 예정입니다!
