FILM INSERT MOLDING

첨단 기술과 심미적 디자인의 융합이 가속화되는 현대 자동차 산업에서, Niebling의 고압 성형(High Pressure Forming, HPF) 기술은 필름 인서트 몰딩(Film Insert Molding, FIM) 공정의 핵심으로 주목받고 있습니다. 특히, Niebling은 기계 및 툴링을 단일 소스에서 제공하는 혁신 파트너로서, 자동차 인테리어 및 익스테리어 부품의 디자인과 기능성을 동시에 충족시키는 솔루션을 구현하고 있습니다. 

Niebling의 HPF 기술은 필름 인서트 몰딩(FIM) 및 인서트 몰드 일렉트로닉스(In-Mold Electronics, IME)와 같은 공정에서 뛰어난 정밀도와 반복성을 제공하며, 복잡한 3D 형상 구현과 기능 통합을 가능하게 합니다. 

1. FIM 공정 개요 및 Niebling의 역할

FIM 공정은 필름을 특정 형상으로 성형한 후 사출 성형 공정에서 일체화하여, 장식적이고 기능적인 부품을 생산하는 기술입니다. Niebling은 이 FIM 공정의 선구자로서, 각 단계에서 요구되는 핵심 장비와 툴링을 직접 개발 및 공급하며 공정 전반의 정확성과 신뢰성을 보장합니다.

2. 핵심 FIM 공정 단계

Niebling의 HPF 기술은 다음과 같은 핵심 공정 단계를 통해 실현됩니다.

• 필름 준비 (Film Preparation):

  • 스크린 인쇄 (Individual Decoration): 필름에 필요한 디자인과 기능을 인쇄합니다. 

  • 정확한 위치 결정 (Precise Positioning): 펀치, 커터, 레이저 등을 활용하여 위치 결정 구멍을 정확하게 가공합니다. 이는 약 ±0.1 mm에서 ±0.15 mm의 정밀도를 가집니다.

  • 필름 클리닝 및 이온화 (Film Cleaning and Ionization): 이온화 장치를 활용하여 필름 표면의 오염을 방지하고, 마이크로 클리닝 시스템으로 기판 표면의 미세 입자를 제거합니다.

• 고압 성형 (High Pressure Forming, HPF):

  • 양면 비접촉 가열 (Contactless Heating of Films from both sides): 필름을 양면에서 비접촉 방식으로 가열하여 성형에 적합한 온도로 만듭니다. 이 과정은 IR 카메라를 통해 실시간으로 온도 분포를 감지하고 추적하여 신뢰성을 높입니다.

  • 고압 성형 (High Pressure Forming): 가열된 필름을 50~90 bar의 높은 압력을 사용하여 정밀하게 3D 형상으로 성형합니다. Niebling의 SAMK 시리즈 (SAMK 410, SAMK 720, SAMK 1000) 및 HPF 1400 장비는 다양한 성형 크기와 깊이를 지원합니다.

  • 저변형 및 고정밀 (Less Distortion, High Precision): HPF는 진공 성형/열성형(Vacuum-/Thermoforming) 대비 낮은 재료 변형과 0.1mm 미만의 매우 높은 3D 형상 정밀도를 자랑합니다.

• 트리밍 및 CNC 밀링 (Trimming & CNC Milling):

  • 정밀 트리밍 (Precise Trimming): 성형된 부품을 정밀하게 절단하여 최종 형상을 만듭니다. Niebling의 서보 제어 트리밍 프레스인 NST 100 및 NST 300은 높은 반복성과 0.01mm 미만의 정밀도를 제공합니다. NST 100은 최대 780×440 [mm]의 툴링을 지원하며, NST 300은 최대 1800×800 [mm]의 대형 툴링 처리가 가능합니다.

• 사출 성형 (Injection Molding):

  • 일체화 공정 (Integration): 성형 및 트리밍이 완료된 필름을 사출 금형에 삽입하여 플라스틱과 일체화시키는 공정입니다. Niebling은 사출 성형 툴(Injection tool) 자체를 직접 생산하지는 않지만, FIM 특성을 고려한 긴밀한 협의를 통해 최적화된 솔루션을 지원합니다.

3. Niebling의 HPF 장비 포트폴리오

Niebling은 다양한 생산 요구 사항을 충족하는 HPF 장비 라인업을 보유하고 있습니다.

• SAMK 시리즈:

  • SAMK 410: 최대 410×265×58 [mm] 크기의 필름 성형에 적합하며, 수동 및 자동 필름 처리 옵션을 제공합니다. 전체 사이클 타임은 약 30초 내외로, 생산 효율성을 높입니다.

  • SAMK 720: 최대 720×390 [mm] 크기의 필름을 성형할 수 있으며, 역시 수동 및 자동 필름 처리 옵션이 있습니다. 전체 사이클 타임은 약 30~35초로, 대량 생산에 유리합니다.

  • HPF 1400: 최대 1400×500 [mm]의 대형 필름 성형이 가능하며, 성형 높이는 180mm 이상을 지원합니다. 전체 사이클 타임은 드로우 깊이에 따라 25~45초로 유연하게 조절됩니다. 수동, 자동 적층, 로봇을 통한 자동 로딩 및 언로딩이 모두 가능하여 높은 자동화 수준을 제공합니다.

4. 신뢰할 수 있는 생산을 위한 옵션

Niebling은 안정적이고 추적 가능한 생산을 위한 다양한 옵션을 제공합니다.

• IR 카메라 (IR-Camera): 필름의 온도 분포를 비접촉식으로 감지, 저장, 추적하여 생산 신뢰성을 높입니다.

• 원격 서비스 (Remote-Service): 암호화된 VPN 터널을 통한 클라우드 기반 원격 온라인 지원으로, 대부분의 문제 해결이 원격으로 가능합니다.

• 이온화 (Ionization): 이온화된 공기 흐름을 사용하여 필름 표면을 청소하고 오염을 방지합니다.

• 클린룸 (Clean Room): ISO-7 표준의 하드웨어 변경을 통해 오염 가능성이 있는 부품을 격리하여 기판 오염을 방지합니다.

• 마이크로 클리닝 (Micro-Cleaning): 통합된 스워드 브러시 시스템으로 기판 표면을 청소하고 이온화하며, 입자 배기 기능을 포함합니다.

• RFID-칩 시스템 (RFID-Chip system): 툴(mother tool, forming tool, trimming tool)에 RFID 칩을 장착하여 자동 파라미터 로딩 및 추적성을 지원합니다.

정밀 성형, 높은 반복성, 신뢰할 수 있는 생산 능력, 그리고 스마트 기능을 통합하는 Niebling의 기술력은 미래 모빌리티 트렌드를 선도하는 데 필수적인 요소입니다. 특히, 다양한 크기와 자동화 수준을 제공하는 SAMK 및 HPF 장비 포트폴리오, 그리고 생산 신뢰성을 높이는 다양한 옵션은 국내 자동차 업계의 디자이너와 개발팀에 새로운 가능성을 제시할 것입니다. Niebling은 38년 이상의 경험과 98%의 고객 만족도를 바탕으로, 고객사의 혁신을 위한 최적의 파트너가 될 것을 약속드립니다. 

2025년 6월 3일부터 5일까지 독일 에센(Essen)에서 새로운 무역 박람회인 SPI(Screen Print Innovation)가 첫 선을 보입니다. 이번 전시는 산업용 및 기능성 스크린 인쇄 분야의 전문가들을 한자리에 모으는 중요한 행사가 될 것입니다. 

SPI 2025 전시회 개요

SPI 2025는 산업용 및 기능성 스크린 인쇄 기술의 최신 동향과 혁신을 집중적으로 다루는 전문 전시회입니다. 관련 업계 전문가들이 모여 최첨단 기술과 솔루션을 선보이며, 미래 인쇄 산업의 방향성을 제시할 것으로 기대됩니다.

1. THIEME

THIEME는 스크린 인쇄 기술 분야에서 높은 정밀도, 효율성 및 공정 신뢰성을 갖춘 솔루션을 개발해 온 기업입니다. SPI 2025에서 THIEME는 📍Hall E5-1.1 부스에서 다음 장비들을 공개합니다.

• THIEME 3000 Vision AL: 이 장비는 Natgraph의 건조기 및 스태커와 함께 구성된 완전 자동 고정밀 스크린 인쇄기입니다.

• THIEME LAB 1000: 카메라 지원 스크린 및 기판 정렬 기능을 갖춘 정밀 기기로, 600x600mm의 인쇄 포맷을 제공합니다.

THIEME는 이번 전시회에서 산업용 스크린 인쇄의 미래를 직접 선보이며, 방문객들에게 자사의 혁신적인 기술력을 경험할 기회를 제공할 예정입니다.

2. Proell GmbH

Proell은 플라스틱, 금속, 유리 및 기타 재료의 코팅/장식을 위한 맞춤형 화학 제품과 IMD/FIM(Film Insert Molding) 기술 및 스크린/패드 인쇄 잉크를 위한 혁신적인 잉크 시스템 및 보호 래커 개발을 핵심 사업으로 하고 있습니다. SPI 2025에서 Proell은 📍Hall 8-D1-2 부스에서 특히 기능성 블랙 잉크와 고내성 래커 등 다양한 신제품을 소개할 예정입니다.

주요 전시 품목은 다음과 같습니다.

• NORIPHAN HTR N 990/011 NC: IMD/FIM 기술을 위한 비전도성 블랙 잉크로, 탄소 흑색 안료를 포함하지 않아 인쇄 전자 회로에 적합하며, 높은 광학 밀도와 기가옴(Giga ohm) 범위의 전기 저항을 가집니다. 또한, 레이더 투과성을 가지며 자동차 산업의 열 저항 및 가수분해 테스트 요구 사항을 충족합니다.

• NORIPHAN HTR N 959 IR: IMD/FIM 기술을 위한 IR 투명 블랙 스크린 인쇄 잉크로, 기능성 터치 패널 애플리케이션에 사용됩니다. 육안으로는 검은색으로 보이지만, 투과광에서는 투명하게 보여 디스플레이 및 터치 패널의 IR 및 라이다(Lidar) 투과 영역에 이상적입니다.

• NORIPHAN N2K: IMD/FIM 기술을 위한 비전도성 2액형 스크린 인쇄 잉크입니다. 특히 얇은 PC 필름(< 175 µm) 가공에 최적화되어 있으며, 인쇄된 필름은 컬링(curling) 현상이 없습니다. 깊고 불투명한 블랙인 NORIPHAN N2K 953은 터치 패널 장식에 적합하며, 정전 용량 방식 애플리케이션에서 높은 전기 저항을 보입니다. 또한, 자동차 산업의 열 저항 및 가수분해 테스트 요구 사항을 충족합니다.

• Norilux DC: 형태 변형이 가능한 내마모성 및 내화학성 듀얼 큐어 스크린 인쇄 래커입니다. PC, PMMA, ABS, PP 필름의 보호 래커 또는 하드 코팅으로 사용될 수 있으며, IMD/FIM 기술로 제조된 제품의 표면 코팅/보호에 적합합니다. 고광택, 새틴 광택, 질감 및 무광택 등 다양한 버전과 착색 및 UV 안정화 버전도 제공됩니다.

• NoriCure® ORL-1: 내후성 UV 경화 래커로, 용제 기반 잉크 시스템 위에 오버프린트하거나 PVC, 폴리카보네이트 등 다양한 필름에 인쇄할 수 있습니다. 오버프린트된 잉크층을 UV 복사로부터 보호하며, 실외 내구성을 가집니다.

• NoriCure HC-1: 우수한 스크래치 및 내마모성을 제공하는 UV 경화 스크린 인쇄 래커입니다. 디스플레이, 렌즈 및 패널을 오버프린트하고 보호하는 데 사용되며, 경화된 래커 표면은 화학 물질 및 세척제에 대한 우수한 내성을 보입니다.

• Thermo-Jet® CFI: 아크릴, 경질 및 연질 PVC, 폴리카보네이트 및 사전 처리된 폴리에스터에 인쇄할 수 있는 고광택 다목적 1액형 잉크입니다. 빠른 건조 속도와 우수한 인쇄성, 높은 내화학성 및 내마모성을 가집니다.

• NoriPUR®: NIR(근적외선) 애플리케이션을 위한 다용도 잉크 시스템으로, 초단 건조 시간을 제공합니다. PVC, 사전 처리된 폴리에스터, 폴리올레핀, 아크릴, 폴리카보네이트, 목재, 금속 등에 인쇄할 수 있으며, 특히 NIR 활성화 경화제를 사용하면 2액형 잉크층의 건조가 크게 가속화됩니다.

SPI 2025는 스크린 인쇄 기술의 최신 동향을 파악하고, 혁신적인 솔루션을 모색하는 데 중요한 기회가 될 것입니다. 관련 업계 전문가들의 많은 관심 바랍니다.