플라스틱산업 사출 / 압출 / 금형 /원료

일본제강소의 4,000톤급 전동식 초대형 사출성형기 'J4000F-22000H' / 사진. 일본제강소(JSW)
 

전기차 확산과 함께 차량 경량화 요구가 산업 전반으로 확산되며, 대형 플라스틱 부품에 대한 정밀 사출 성형 수요가 급증하고 있다. 특히 범퍼, 백도어, 트렁크 커버, 배터리 케이스 등 복잡하고 부피가 큰 부품의 일관된 품질 확보를 위해 초대형 사출성형기의 도입이 본격화되고 있다. 이에 일본제강소(Japan Steel Works, 이하 JSW)는 기존 유압 시스템의 한계를 극복하고, 생산성·정밀도·에너지 효율을 모두 만족시키는 4,000톤급 전동식 사출성형기를 개발해 표준 제품 라인업에 추가하며 시장의 새로운 해법을 제시했다.

JSW의 신제품 ‘J4000F-22000H’는 형체력 4,000톤을 구현한 2플레이트 전동식 사출성형기로, 기존 3,000톤급 이하에 머물렀던 대형 전동식 장비의 한계를 뛰어넘는 기종이다. 자동차 분야에서는 전기차 확대에 따라 배터리 케이스, 언더커버, 대형 외장 부품 등 고강성·대형화된 플라스틱 성형 수요가 급증하고 있으며, JSW는 이와 같은 변화에 대응해 본 장비를 전용 모델이 아닌 표준 제품군으로 출시했다.

기존 4,000톤급 사출 시장은 주로 유압식 장비가 사용돼 왔지만, 높은 유지비와 반복 정밀도의 한계, 긴 사이클 타임 등으로 운영 효율에 제약이 많았다. 이에 JSW는 고성능 전동 서보모터를 중심으로 독자적인 기계 구조와 제어 메커니즘을 개발해, 전동 사출의 정밀성과 일관성을 초대형 기종에도 구현하는 데 성공했다.

업계 탑급의 드라이 사이클 속도를 통해 동급 유압식 대비 약 10% 생산성·가동률이 향상돼 총 가동 시간이 줄어들었으며, 반복 동작 간 편차가 적어 고속·고정밀 성형이 가능하다. 이는 양산 체계에서 요구되는 생산성·품질 안정성·라인 효율성 향상을 동시에 실현할 수 있는 중요한 경쟁력이다.

J4000F-22000H는 에너지 소비를 최소화하면서도 고출력을 실현할 수 있도록 최적화된 전동 구동 시스템을 채택했다. JSW에 따르면, 유압식 장비 대비 전력 소모는 약 15~20% 절감되며, 냉각수 사용량은 50%, 유압 작동유는 최대 70%까지 줄어든다. 이러한 에너지 효율성은 연간 CO₂배출량을 약 20% 줄이는 결과로 이어지며, 운영비 절감뿐 아니라 글로벌 환경 규제 대응에도 유리한 선택지가 된다.

또한 기계 본체는 동급 유압식 장비 대비 약 12% 짧은 17.4m로 설계돼 설치 공간 효율을 높였으며, 공장 내 레이아웃 유연성 확보에도 기여한다. 장비 내부 구조 또한 내구성과 정밀도를 동시에 확보한 점이 특징이다.

형체부는 고강성 라더 프레임과 넓은 지지면을 갖춘 고정밀 플레이트 구조를 채택해 대형 금형에서도 균일한 면압을 유지하며, 형판 뒤틀림 및 변형을 최소화한다. 가동형판에는 JSW 독자 개발의 대구경 고강성 지지 롤러와 대형 서포트 타이어가 적용돼 장시간 사용 시에도 정밀도가 저하되지 않고 안정적인 성형을 구현할 수 있다.

장비의 고강성 베드는 기계의 수평 상태를 오랜 기간 유지해주며, 이는 금형의 수명을 연장하고, 제품 품질 편차를 줄이는 데 직접적인 영향을 미친다. 이러한 기술적 설계는 고부가가치 제품의 품질 유지와 연속 생산 체계의 신뢰성 확보에 핵심 역할을 한다.

JSW는 이 장비를 단순한 제품 출시 차원을 넘어, 자동차·가전·산업재·농기계 등 고출력 성형이 필요한 전 세계 고객층을 대상으로 한 전략 핵심 장비로 정의하고 있다. 이미 북미 시장에서는 농업용 대형 부품과 산업용 외장재 분야에서 4,000톤급 이상의 수요가 증가하고 있으며, 유럽과 아시아에서도 친환경 흐름에 따른 전동식 전환 수요가 활발히 진행 중이다.

JSW는 본 장비의 첫 해 생산 수량을 1대로 시작해, 5년 이내 연간 5대 생산 체계를 구축할 계획이다. 이는 초대형 사출 시장의 성장세와 맞물려, JSW가 대형기 분야에서 선도 기술 공급자로서의 입지를 한층 강화해 나가겠다는 전략이다.

JSW 관계자는 “J4000F-22000H는 에너지 효율, 성형 정밀도, 고속 생산성을 두루 만족시키는 차세대 대형 사출기”라며 “특히 전기차, 고기능 플라스틱 성형, ESG 생산 기반 구축 등 시장 변화에 선제적으로 대응할 수 있는 핵심 장비로 자리매김할 것”이라고 강조했다.