스마트 웨어러블용 금속 사출 성형(MIM): 더 작은 부품, 더 견고한 설계

스마트워치, 무선 이어버드, AR 안경 및 피트니스 밴드는 일상생활의 일부가 되었습니다. 사람들은 이러한 기기를 매일, 하루에도 여러 시간 착용합니다.

사용자가 기대하는 바도 달라졌습니다. 이제는 기기가 데이터를 추적하거나 휴대폰에 연결되는 것만으로는 충분하지 않습니다. 가볍게 느껴지고, 세련된 외관을 갖추며, 일상적인 사용을 견디고, 장시간 착용해도 편안해야 합니다.

이는 실제 제조상의 어려움을 초래합니다. 기기가 작아지고 더 많은 기능을 탑재할수록 내부 구조는 더욱 복잡해집니다. 기존 제조 방식은 초소형 크기, 안정적인 강도 및 고급스러운 마감 품질을 동시에 구현하는 데 어려움을 겪는 경우가 많습니다.

이때 금속 사출 성형이 새로운 가능성을 제시합니다. MIM은 최신 웨어러블 제품이 요구하는 강도, 정밀도 및 표면 품질을 갖춘 작고 복잡한 금속 부품을 생산할 수 있습니다. 그 결과 더 얇고 가벼우며 경쟁력 있는 스마트 웨어러블 기기를 만들려는 브랜드에 중요한 제조 공정으로 자리 잡았습니다.

MIM이 스마트 웨어러블 부품의 요구 사항에 적합한 이유

스마트워치, 무선 이어버드, 스마트 안경 프레임 또는 피트니스 밴드 내부의 공간은 매우 제한적입니다. 금속 부품은 크기가 몇 밀리미터에 불과할 수 있지만, 얇은 벽, 곡면, 내부 개구부 및 복잡한 3차원 형상을 갖춰야 합니다. 동시에 강하고 정밀해야 하며 소형 조립에 적합해야 합니다.
금속 사출 성형은 사출 성형의 설계 자유도와 분말 야금의 소재 성능을 결합합니다. 미세 금속 분말을 바인더와 혼합하고 금형에 사출한 후 탈지 및 소결하여 치밀한 금속 부품으로 만듭니다.
MIM은 니어넷셰이프 공정이므로 최종 형상의 상당 부분을 금형에서 직접 만들 수 있습니다. 곡면, 중공부, 작은 구멍 및 불규칙한 형상을 하나의 부품으로 형성할 수 있는 경우가 많아 광범위한 절삭, 연삭 및 조립의 필요성을 줄여 줍니다.
따라서 MIM은 다음 요소를 결합해야 하는 소형 웨어러블 부품에 특히 적합합니다:

• 초소형 치수
• 얇고 가벼운 구조
• 복잡한 3차원 형상
• 안정적인 조립 기능
• 금속의 강도와 내구성
• 향상된 표면 외관
  

MIM은 단순히 금속 부품을 더 작게 만드는 공정이 아닙니다. 제품 설계자가 여러 번의 기계 가공 및 조립 작업이 필요했던 소형 구조를 더욱 자유롭게 제작할 수 있도록 합니다.

모든 웨어러블 부품에 MIM이 정답은 아닙니다

우수한 제조업체라면 MIM을 사용하지 말아야 할 때도 설명할 수 있어야 합니다.

부품 요구 사항	더 적합한 공정
초기 프로토타입 또는 자주 변경되는 설계	CNC 가공
얇고 비교적 평평한 금속 부품	프레스 가공
대형 알루미늄 또는 마그네슘 하우징	다이캐스팅
대량 생산되는 작고 복잡한 3차원 부품	MIM
공차가 매우 엄격한 국부 기능 표면	2차 가공 또는 CNC를 적용한 MIM
소량 생산 프리미엄 외장 셸	CNC 가공이 더 실용적일 수 있음

CNC 가공은 일반적으로 제품 개발 단계에서 더 나은 출발점입니다. 생산용 금형에 투자하기 전에 엔지니어가 조립 상태, 움직임 및 외관을 시험할 수 있습니다.

많은 평평한 클립, 스프링 및 차폐 부품에는 여전히 프레스 가공이 더 경제적입니다.

대형 알루미늄, 마그네슘 또는 아연 프레임과 하우징에는 일반적으로 다이캐스팅이 더 적합합니다.

설계가 안정적이고 부품이 작고 복잡하며 예상 생산량이 금형 투자 비용을 정당화할 수 있을 때 MIM이 매력적인 선택이 됩니다.

동일한 웨어러블 제품에 여러 공정을 사용하는 것은 일반적입니다. 이는 어느 한 공정이 실패했다는 의미가 아닙니다.

스마트워치에는 CNC 가공 하우징, 프레스 성형 내부 차폐 부품 및 MIM 버튼이나 스트랩 커넥터가 사용될 수 있습니다. 스마트 안경은 폴리머 프레임, CNC 프로토타입 부품 및 양산용 MIM 힌지 부품을 조합할 수 있습니다.