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제목 사출성형품 견적을 위한 노하우 ②
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2021/09/06 11:18

사출성형품 견적을 위한 노하우 ②

아래의 팁을 따르면 원하는 작업 결과를 얻을 수 있다. 이번 컬럼에서는 사출성형품의 견적 산출에 있어 스크랩 및 리그라인드 비용, 그리고 에너지 및 첨가제 등을 감안하는 방법을 알아본다.

 

원료 비용이 견적 산출에 미치는 영향에 관한 본 연재 1부에서 기본 폴리머와 착색제를 집중적으로 살펴봤다. 성형품 견적작성에서 고려해야 할 또 다른 두 가지 요소는 스크랩(scrap)과 재분쇄(regrind)다. 이 둘은 같은 동의어가 아니다. 첫번째 숏부터 완벽한 성형품을 얻는 것은 누구도 불가능하다. 특히 성형품이 투명 또는 반투명하거나 밝은 색상인 경우라면 더더욱 스크랩 발생을 피할 수 없다. 또한 생산과정에서 플래시, 미충전, 뒤틀림, 탄 자국, 스크래치, 먼지 등 스크랩의 원인이 되는 불량이 수십 여 가지나 발생할 수 있다.

스크랩 발생 비율을 적용하는 견적

따라서 성형품의 견적 산출에는 스크랩 요소를 감안해야 한다. 만일 화분을 성형하는 경우라면 이 스크랩 요소는 매우 낮은 비중을 차지할 것이다. 하지만 의료, 자동차 또는 광학부품을 성형하는 경우에는 스크랩 요소가 매우 높을 수 있다.

견적에 넣을 금액은 일반적으로 경험에 기반해 판단해야 하는 문제다. 과거에 다루었던 다양한 유형의 성형품, 금형 및 원료에 대한 스크랩 발생 비율 데이터를 모아 두고 이를 견적과정에서 꼼꼼하게 적용하는 사출성형업체를 보면 존경심이 든다.

대부분의 금형은 콜드러너 시스템을 사용한다. 성형 과정에서 발생하는 러너를 모아 분쇄 후 창고에 보관해 둬야 한다. 고객이 견적을 요청하면 성형품에 스크랩 재생원료가 얼마까지 사용 가능한지? 아니면 신생원료만 사용가능한지 조건을 달았는가? (UL 746D, 고분자 재료: 가공 부품 표준)에는 다음과 같이 적시하고 있다.(부품은 별도의 조사 결과를 통해 특정 부품에 허용 가능한 성능이 확인되지 않는 한, 중량을 기준으로 25% 이상의 열가소성플라스틱 재분쇄 원료를 포함하거나, 성형업체에 의해 동일한 그레이드의 신생원료와 건식 혼합된 재료로 성형해서는 안 된다).

필자 의견으로는 허용이 된다면 스크랩 분쇄재를 0% 또는 100% 사용하는 것이 맞다. 그 중간은 아무런 의미가 없다고 생각한다. 그 까닭을 상세히 설명하는 것은 이 기사의 주제 범위를 벗어나는 것이다. 성형공정을 제대로 유지하는 방법을 이해하는 것만큼이나 스크랩 분쇄재 사용이 성형품의 물리적 특성과 기능에 미치는 잠재적 효과를 아는 것도 중요하다. 이는 성형물에 대한 책임 문제가 될 수 있으므로 가볍게 다뤄서는 안 된다.

불량 성형품과 러너 분쇄에는 많은 노동력이 필요하다. 특히 여러 가지 다양한 색상과 충전재가 들어간 온갖 종류의 원료를 가공하는 맞춤형 사출성형업체들의 경우에는 공장의 소중한 공간을 많이 차지하게 된다. 또한 스크랩 분쇄는 다른 원료와 교차오염 위험이 상존한다. 아무리 좋은 원료 취급장치도 검은색 PS 스크랩 분쇄가 담긴 아무 표시도 되지 않은 박스와 검은색 나일론 스크랩 분쇄 박스를 구별할 수 없다.

새로운 원료 취급장치가 검은색 PS 스크랩 분쇄재가 반쯤 담긴 박스에 검은색 나일론 스크랩 분쇄재를 쏟아붓고 있는 광경을 상상해 보라. 이번에는 공장 현장감독이 이 광경을 보며 자신이 한 짓을 뒤늦게 깨닫는 장면을 상상보라. 해결책이 있을까? 원료 취급 담당자에게 진공 청소기로 PS 스크랩 분쇄재 박스로 쏟아져 들어간 나일론을 빨아들여 오염을 제거하도록 하는 것이다. 필자는 실제로 이런 광경을 본 적이 있다. 그저 머리를 절레절레 흔드는 수 밖에 없었다.

경우에 따라, 러너의 무게가 성형품 무게보다 훨씬 더 나갈 수도 있다. 100% 비율의 스크랩 분쇄재 사용이 허용된다 해도, 얼마 지나지 않아 사용하지 않은 스크랩 분쇄재를 스크랩 딜러에게 분쇄에 들어가는 비용 정도에 불과한 헐값에 팔아 치워버릴 생각을 하게 될 수 있다. 그렇다 해도 이것을 매립지에 가져다 그냥 폐기하는 것 보다는 나은 대안일지 모르겠다.

바랄 수 있는 최상의 상황은 다른 성형품에 이 스크랩 분쇄재를 사용하는 것이다. 그런 경우에도 스크랩 비용을 성형품 견적가에 반영하고, 나중에 다른 제품에 이를 사용해서 생기는 이익은 별개로 누리라는 것이 필자의 조언이다.

흡습성 원료에 대한 견적

스크랩 발생의 또 다른 원인은 ‘습기를 먹은’ 원료다. 제대로 건조하지 않았거나 부주의로 잘 알지 못해서 가공에 투입한 원료를 습기가 들어간 원료라 할 수 있다. 이런 경우 ABS를 제외한 대부분의 원료는 완전히 사용 불가능하다. 지난 6월호 컬럼에서 원료 비용에 이익 마진을 더해 견적을 내는 것에 관해 다루었다. 이 같은 상황은 마진 추가비용이 필요한 또 하나의 이유다. 이는 물론 흡습성 원료에만 해당된다.

흡습성 원료에 대한 가격을 요청할 때는 일반 종이박스가 아닌 방습호일백 포장으로 공급하는 가격을 요청해야 한다. 이렇게 해도 킬로그램(kg) 당 몇 십원 비쌀 뿐이다. 원료 공급업체들은 건조한 조건에서 흡습성 수지를 생산한다. 공급업체가 알루미늄 같은 습기 차단물을 사용한 상자나 포대에 생산 즉시 원료를 포장하면 개봉할 때까지 건조상태가 유지된다. 이런 경우라면 처음부터 원료를 건조할 필요는 없다.

하지만, 일단 개봉하면 수분흡수가 시작된다. 습도와 개봉 후 경과한 시간에 따라 건조가 필요하다. 매번 25kg들이 원료 봉투를 그때그때 개봉하는 일은 조금 더 많은 수고가 들지만 원료에 습기가 들어가 불량 성형품이 발생하는 것을 막을 수 있는 좋은 방법이다.

일반 대형 종이박스에 담긴 원료는 제대로 건조하지 않으면 개봉 후 생산을 진행하는 동안 박스에 있는 원료를 채 사용하기도 전에 습기로 불량품이 나올 수 있다. 성형업체들도 흡습성 원료포대나 박스를 개봉한 뒤 습한 환경에 보관했을 때, 원료에 스며든 습기의 양에 따라, 충분히 건조 시키는 데 무려 수 일이 걸릴 수 있다. 이 사실을 잘 모르는 경우가 의외로 많다.

원료 건조비용

원료의 건조에는 히터를 며칠 동안 쉬지 않고 돌려야 하기 때문에 적지 않은 전기가 소비된다. 금형 온도조절기, 오일히터 및 기타 주변장비들도 마찬가지다. 건조기의 초기 구입비용은 모든 자본 설비와 마찬가지로 대개 공장의 오버헤드(간접비용)에 반영된다.

그러나 특정 작업에 필요한 장비 가동에 들어가는 비용은 견적에 넣어야 한다. 관리담당 부서는 이 비용을 시간 당으로 계산할 수 있다. 이를 해당 기계의 시간 당 가동률에 따라 성형품 견적에 포함시키면 된다.

성형업체들이 잘 고려하지 않는 또 다른 성형품 비용 요소는 기본 수지의 열 전도도다. 열 전도도는 배럴 내에 있는 원료 용융에 필요한 열의 양을 결정하는 주요 변수다. 사출기가 유압식인지 전동식인지는 중요하지 않다. 두 가지 모두 원료 용융을 촉진하기 위해 전기로 가동하는 히터 밴드를 사용한다. 핫러너 금형은 훨씬 더 많은 전기를 사용한다.

지나치게 기술적인 사항까지 언급하지 않아도, PE, PP, 나일론 등 반(半)결정질 원료의 용융에는 PC, 아크릴 또는 ABS와 같은 비정질 물질을 녹이는 것보다 약 2배의 전기가 필요하다. 따라서, 반결정질 원료를 사용하는 경우는 약간의 추가비용을 더해주는 것이 좋다. 유의사항으로는 성형품의 무게나 사출기 크기는 중요하지 않다. 시간 당 처리량(스루풋)을 바탕으로 한 비용을 반영한다. 처리량은 시간 당 숏 수에 숏의 중량을 곱하면 얻을 수 있다.

첨가제에 대한 고려

성형 원료에 유리섬유 같은 거친 충전재(필러)가 들어갔는지 검토해야 한다. 33% 유리 충전 나일론과 같은 마모를 일으키는 거친 원료를 성형할 때는 금형의 게이트 마모만 염려할 것이 아니다. 박스에서 원료를 이송하는 진공호스부터 금형의 스프루 부싱에 이르기까지 모든 부품에서 마모가 발생할 수 있다.

가장 먼저 문제가 생길 수 있는 것은 숏 사이즈 재현성이다. 체크밸브의 시트 부분이 마모되기 때문이다. 그 다음은 스크류, 그리고 배럴이다. 체크밸브는 그리 비싸지 않지만, 스크류와 배럴 교체는, 특히 공급업체가 새 제품을 가지고 오기까지 발생하는 다운타임(가동중지 시간) 때문에 최소 몇 백만원의 비용이 발생한다. 이 또한 곧바로 공급할 수 있는 재고를 공급업체가 보유하고 있을 때 그렇다. 따라서 거친 원료를 성형하는 경우에는 이와 같은 추가 발생 비용 스페어 체크밸브 및 스크류를 갖추는 데 들어가는 비용을 반영해야 한다.

청소 및 퍼징 비용도 추가해야 한다.

성형과정에서 원료에 침출이 발생하는 것으로 알려진 난연제 또는 기타 첨가제가 들어가는가? 그렇다면 견적에 감안해야 할 또 하나의 비용 요소가 있을 수 있다. 금형의 파팅라인 청소를 위해 작업자 교대가 이루어질 때 적어도 한 번씩은 생산 중단이 필요하다.

또한, 통상적인 유지보수 간격보다 훨씬 짧은 주기로 금형 전체를 분해해 벤트, 이젝터핀 등에 쌓인 점성이 강한 가스 배출물을 제거해야 한다. 범용 천연 ABS를 가공하는 경우라면 금형의 벤트, 핀 등의 청소는 100,000~200,000 사이클에 한 번이면 충분하지만, 난연제, 특수 착색제 또는 기타 첨가제가 들어간 ABS 성형에는 금형도 25,000~50,000 사이클마다 청소가 필요할 수 있다.

끝으로, 견적에 반영해야 하는 원료 및 착색제 관련 비용으로 사출기 가동 및 색상변경 과정에서 발생한 비용이 있다. 특히 대형 사출기에서 어두운 색상에서 밝은 색상으로 교체하는 경우 많은 시간과 원료가 들어간다. 퍼징 컴파운드는 저렴하지 않다. 그리고 투명한 성형품에 검은 점이 나타나는 것을 피하기 위해 스크류를 빼서 철저하게 청소하는 경우라면 유지보수 담당 인력이 여러 시간에 걸쳐 사출기를 대상으로 한 작업과 노동이 필요하다.

이 모든 작은 비용을 합하면, 프로젝트 견적 단계에서 대부분의 성형업체들이 제대로 고려하지 못한 매우 큰 비용이 나온다. 더 중요한 것은, 오랫동안 이어지는 바람직한 프로젝트를 얻기 위해서는 어떤 비용으로 반영해야 적절한지, 또 어느 것이 그렇지 않은지를 알아야한다. 이 모든 세부 사항을 고려했을 때에만 프로젝트의 진짜 원가와 진짜 이익에 대해 더욱 정확하게 알 수 있다.

성형품 견적 산출작업을 정밀하게 해야하는 가장 중요한 이유는 더 낮은 가격을 써 낸 다른 입찰업체에게 프로젝트를 빼앗겼다 해도 화를 낼 필요가 없게 된다는 점이다. 제대로 된 견적을 낼 줄 몰라 결국 손해를 보게될 가능성이 큰 경쟁업체에 대해 안타까움만 느끼면 된다. 요약하자면, 성형품에 대한 견적 산출에는 다음과 같은 성형품 중량 및 원료 비용 관련 요소들을 고려해야 한다.

• 성형품의 부피

• 원료의 종류: 비정질 또는 반(半)결정질

• 원료의 비중(specific gravity)

• 성형부품의 연간 생산 수량

• 주문량에 따른 원료 비용

• 원료의 파운드(무게) 당 비용이 아닌 성형품 한 개 당 비용

• 원료 마진

• 원료 비용 상승 가능성

• 원료의 거칠기

• 원료 첨가제

• 주문량에 따른 착색제 비용

• 착색제 마진

• 착색제 희석 비율

• 색상 매칭에 필요한 샘플링 비용

• 원료의 최소 주문 수량

• 착색제 피딩 또는 혼합에 필요한 인건비

• 스크랩 요소

• 불량품 요소

• 주변기기 전력 소비 비용

• 러너 무게 및 허용된 리그라인드 사용가능 비율

• 스크랩 변환을 위한 인건비 및 보관 비용

• 장비 가동 개시 및 색상 변경 비용 등.

 

독자들 중에는 “하루에도 5개씩이나 견적서를 산출해야 하는데, 이런 모든 요소를 고려할 시간이 어디 있느냐?”고 반문하는 분들도 계실 수 있다. 필자도 이런 상황을 잘 이해한다. 그러나 프로젝트 수주 의욕을 앞세워 대략 맞출 것이 아니라 견적작업을 빠르고 쉽게 또 정확하게 하기 위한 스프레드시트 프로그램 사용을 권해본다.

대부분의 ERP 및 MRP 소프트웨어 프로그램에는 성형품 견적을 위한 모듈이 들어 있다. 하지만 아직은 위에서 언급한 고려사항 항목을 모두 갖춘 경우는 보지 못했다. 그래서인지 생산 물량이 낮은 프로젝트에 지나치게 낮은 견적을 낸다든지, 장기간 갈 수 있는 프로젝트를 지나치게 비싸게 견적하는 일이 적지 않다.

정확하고 꼼꼼한 견적 산출을 위한 맞춤형 프로그램을 만드는 것만이 현재로서는 가장 좋은 방법이라는 점은 안타깝지만, 이것이 회사의 수익성과 생계가 달린 중요한 부분임을 유념하자.

※이번호 연재 2부는 지난호(8월) 연재 3부에 앞선 내용입니다. 편집착오로 2부와 3부 순서가 바뀐점을 밝히며 사과드립니다.

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20508   사출성형품 견적을 위한 노하우 ③ 플라스틱코리아