사출 성형기 충진 시간은 사출 성형에서 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 이는 판매되는 제품의 품질뿐만 아니라 판매량 및 제품 원가와도 직접적으로 관련이 있습니다. 이와 관련하여 공급된 보압은 사출 성형기에서 금형을 채우는 데 걸리는 시간을 평가하는 데 매우 중요한 부분이므로 사출 금형의 재료 품질을 최적화하고 향상시켜 관련 비용을 줄이는 데 사용할 수 있습니다. 이 기사에서는 엔지니어링 작업장의 효율성과 사출 성형기 배럴을 채우는 데 필요한 시간 계산, 충전 시간에 대한 몇 가지 요인의 영향 및 계산 방법에 대해 중점적으로 설명합니다.

사출 성형 공정 개요

사출 성형 는 압력을 사용하여 용융된 플라스틱을 금형에 주입한 후 식혀서 필요한 모양으로 굳히는 공정입니다. 이 프로세스에는 다음 단계가 포함됩니다:

1. 가소화: 열가소성 플라스틱을 녹여 고온에서 펠릿을 형성하는 배럴에 넣습니다.

2. 주입: 그런 다음 용융된 플라스틱을 금형 캐비티로 밀어 넣습니다.

3. 3. 포장: 둘째, 주입 후 압력을 유지하여 주입된 재료가 수축하는 경향을 상쇄합니다.

4. 냉각: 플라스틱이 금형에서 냉각되고 응고되는 동안 압력이 유지됩니다.

5. 금형 열기 및 부품 제거: 그런 다음 금형이 열리면 부품을 제거합니다.

성형 공정의 한 부분인 충진 시간 또는 사출 시간은 용융된 플라스틱이 스크류에서 배럴을 통과하여 금형 캐비티로 이동하여 완성되는 데 걸리는 시간입니다.

채우기 시간의 중요성

사출 성형에서는 정확한 충진 시간이 매우 중요하며, 이는 주로 다음과 같은 측면에서 반영됩니다:

1. 제품 품질: 어블러션 공정에 사용되는 시간은 표면 마감, 전체 공차, 특히 제품 캐비티의 복잡성 측면에서 제품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 충진 시간이 너무 길면 표면 결함이, 너무 짧으면 치수가 불안정하고, 너무 길거나 짧으면 내부에 빨간색 또는 흰색 기포가 발생하는 등 제품이 불완전해집니다.

2. 생산 효율성: 생산 공정에 필요한 시간은 초기 생산부터 시장에 제품을 출시할 때까지 중요한 고려 사항입니다. 장비를 채우는 데 적절한 시간을 선택하면 작업 피크를 강화하고 효율성을 높일 수 있습니다.

3. 비용 관리: 최적화를 위해 충전 시간 증가 옵션을 사용하면 재료와 에너지 사용량을 줄이고 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

채우기 시간에 영향을 미치는 요인

사출 성형 공정의 충진 시간은 주로 다음과 같은 다양한 요소의 영향을 받습니다:

1. 재료 속성: 플라스틱은 유동 특성이 다를 수 있습니다. 즉, 일부는 낮은 온도에서 녹고 일부는 높은 온도에서 녹을 수 있으며 일부는 다른 것보다 점성이 높고 일부는 다른 것보다 유동성이 떨어질 수 있으므로 결과적으로 충진 시간이 재료마다 달라질 수 있습니다. 예를 들어 점도가 높은 재료는 금형 충진 시간이 길어집니다.

2. 사출 성형기 매개변수: 충진 시간은 스크류 속도, 사출 압력 또는 스크류 직경과 같은 사출 성형 시스템의 매개 변수에 따라 크게 달라집니다. 사출 속도와 압력을 높이면 충진 시간을 최소화하는 데 기여할 수 있습니다.

3. 금형 디자인: 러너 직경, 캔틸레버 거리 및 게이트 수, 금형 캐비티의 모양도 충진 시간에 영향을 미칩니다. 금형의 특수 설계로 인해 충진 시간이 단축되는 경우도 있습니다.

4. 프로세스 조건: 충진 시간은 금형 온도, 용융 온도, 냉각 시간과 같은 공정 조건에 따라 달라집니다. 올바른 공정 파라미터를 선택하면 파이프를 채우는 데 필요한 시간을 줄일 수 있습니다.

채우기 시간 계산 방법

1. 경험적 공식 방법

실생활에서 우리는 종종 공식을 사용하여 충전 시간을 계산합니다. 이러한 공식은 일반적으로 많은 데이터를 보고 약간의 수학을 통해 만들어집니다. 다음은 일반적인 공식입니다:

t_f=𝑉/𝑄

어디에:

• t_f는 충전 시간입니다;
• 𝑉는 몰드 캐비티의 부피입니다;
• 𝑄는 주입 유량입니다.

주입 유량 𝑄는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:

𝑄=𝐴⋅𝑣

어디에:

• 𝐴는 나사 직경의 단면적입니다;
• 𝑣는 나사 속도입니다.

2. 유변학 모델 방법

유변학적 모델 방법은 플라스틱 소재의 유변학적 특성을 기반으로 합니다. 이 방법은 금형에서 재료의 흐름 거동을 계산하여 충진 시간을 결정합니다. 일반적인 유변학 모델에는 뉴턴 유체 모델과 비뉴턴 유체 모델이 있습니다.

뉴턴 유체 모델

뉴턴 유체의 경우 흐름 동작은 다음 공식을 만족합니다:

𝜏=𝜂⋅𝛾˙

어디에:

• τ 는 전단 응력입니다;
• η 는 동적 점성입니다;
• γ˙는 전단 속도입니다.

뉴턴 유체 모델에서 충전 시간은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:

𝑡_𝑓=𝑉/(𝐴⋅𝑣)

비뉴턴 유체 모델

뉴턴 유체가 아닌 유체의 경우 흐름 거동은 더 복잡하며, 종종 힘의 법칙 유체 모델로 설명됩니다. 힘의 법칙 유체 모델의 흐름 거동은 다음 방정식으로 설명할 수 있습니다:

𝜏=𝑘⋅𝛾˙^𝑛

어디에:

• 𝑘은 흐름 일관성 지수입니다;
• 𝑛는 흐름 동작 인덱스입니다.

비뉴턴 유체 모델에서 충전 시간을 계산하려면 재료의 비선형 흐름 특성을 고려해야 하며, 이는 일반적으로 수치 시뮬레이션을 통해 수행됩니다.

3. 수치 시뮬레이션 방법

몰드를 채우는 데 걸리는 시간을 알아내는 가장 좋은 방법은 수학을 사용하는 것입니다. Moldflow, Moldex3D 등과 같은 특수 컴퓨터 프로그램을 사용하여 이를 수행할 수 있습니다. 이러한 프로그램은 수학을 사용하여 플라스틱이 금형에 어떻게 흘러 들어가는지 파악합니다.

방법은 다음과 같습니다:

1. 모델링: 일부는 캐비티, 게이트 및 러너와 같은 모든 부품이 포함된 금형의 3D 모델을 사용할 수 있습니다.

2. 머티리얼 파라미터 설정하기: 플라스틱이 어떻게 움직이는지, 플라스틱이 얼마나 뜨거운지를 나타내는 값을 프로그램에 입력해야 합니다.

3. 프로세스 매개변수 설정하기: 예를 들어 플라스틱을 얼마나 세게 밀어야 금형을 익힐 수 있는지 등 기계 작동 방법을 프로그램에 알려주는 데이터를 입력해야 합니다.

4. 시뮬레이션 실행: 즉, 플라스틱이 금형에 투입될 때 어떤 일이 발생하는지 시각화하기 위해 컴퓨터 프로그램을 실행하는 것이 전제 조건입니다.

5. 결과 분석하기: 금형을 채우는 데 필요한 시간과 온도가 얼마나 높은지에 대해 프로그램이 제공하는 답변을 평가해야 합니다.

수치 시뮬레이션은 복잡한 형상과 복잡한 속성을 가진 재료에 정확하지만 특수 소프트웨어와 더 많은 컴퓨팅 성능이 필요하기 때문에 해석 방법보다 낫습니다.

4. 실험적 검증 방법

실험 검증 방법으로 충전 시간을 계산할 때는 충전 시간을 추정하는 방법이라는 점을 말씀드리고 싶습니다. 실제 맛 제조 공정에서는 최적의 수준에 도달할 때까지 충전 시간을 적절한 횟수만큼 조금씩 늘려갑니다.

실험적 검증 방법의 단계는 다음과 같습니다. 실험적 검증 방법의 단계는 다음과 같습니다:

1. 예비 매개변수 설정: 먼저 이론적 모델 또는 전산 시뮬레이션을 기반으로 사출 압력 또는 사출 속도와 같은 설계 파라미터를 평가합니다.

2. 시험 제작: 금형 충진 및 부품 품질 예측을 위해 적분 모델에서 얻은 결과의 정확도를 연구하기 위해 시험을 수행하고 금형 충진에 걸리는 시간과 부품의 품질을 기록합니다.

3. 조정 및 최적화: 시험 결과를 평가하고, 프로세스 매개변수를 정확하게 변경하거나 충전 시간을 최적화하는 모델을 공식화합니다.

4. 매개변수 결정하기: 여러 번의 테스트와 조정이 완료되면 이상적인 채우기 시간을 설정합니다.

실험적 검증 방법의 장점은 간단하고 재현이 가능하다는 점이지만, 비용이 많이 들고 실험에 오랜 시간이 걸린다는 단점이 있습니다.

실제 적용 사례 분석

충전 시간을 계산하는 방법을 더 잘 이해하기 위해 실제 사례를 분석해 보겠습니다.

사례 배경

한 회사에서 플라스틱 하우징 제품을 일괄 생산해야 합니다. 재질은 폴리프로필렌(PP)입니다. 금형 디자인은 다음과 같습니다:

• 캐비티 용량: 200cm³
• 게이트 직경: 2mm
• 게이트 개수: 1

사출 성형 머신 매개변수는 다음과 같습니다:

• 나사 직경: 30mm
• 사출 속도: 100mm/s

계산 단계

1. 경험적 공식 방법:

먼저 주입 유량을 계산합니다:

A=π⋅(D/2)²=π⋅(30/2)²=706.86 mm²

𝑄=𝐴⋅𝑣=706.86 mm²⋅100 mm/s=70686 mm³/𝑠=70.686 cm³𝑠

그런 다음 충전 시간을 계산합니다:

𝑡_𝑓=𝑉/𝑄=200 cm³/70.686 cm³/𝑠≈2.83초

2. 유변학 모델 방법:

이 온도에서 폴리프로필렌이 뉴턴 유체처럼 행동한다고 가정하면 그 유동 거동은 다음과 같이 단순화할 수 있습니다:

𝑡_𝑓=𝑉/(𝐴⋅𝑣)=200 cm³/(706.86 mm²⋅100mm/s)=200cm³/70.686 cm³/𝑠≈2.83초

3. 수치 시뮬레이션 방법:

Moldflow 소프트웨어를 사용하여 금형 및 재료 파라미터를 시뮬레이션하고 공정 조건을 설정한 후 시뮬레이션을 실행했습니다. 충진 시간은 약 2.85초였습니다.

4. 실험적 검증 방법:

시험 생산에서 약 2.8초의 충전 시간을 기록했습니다. 여러 번의 조정 끝에 최종적으로 결정된 충전 시간은 2.8초였습니다.

주문 처리 시간 최적화를 위한 전략

충전 시간을 정확하게 계산하는 것도 중요하지만, 충전 시간을 최적화하는 것도 중요합니다. 다음은 충전 시간을 최적화하기 위한 몇 가지 전략입니다:

사출 성형기 파라미터 최적화

1. 주입 속도: 선택한 사출 속도는 충전 시간을 최소화하고 고속으로 기계를 통과할 때 재료가 섞이지 않도록 하기 때문에 좋습니다.

2. 주입 압력: 수치가 낮으면 금형에 액체를 채우는 데 시간이 오래 걸린다는 뜻이고, 수치가 높으면 액체를 조금 빨리 채울 수 있지만 너무 높으면 금형이 깨지거나 플래시가 발생할 수 있다는 뜻입니다.

3. 나사 디자인: 나사의 압축력을 높이는 등의 변경은 재료를 더 많이 녹이고 더 잘 혼합하여 금형이 채워질 때 도움이 될 수 있습니다.

금형 설계 개선

1. 게이트 디자인: 게이트를 더 추가하거나 게이트를 이동하면 플라스틱이 더 잘 흐르고 더 빨리 채워질 수 있다고 합니다.

2. 러너 디자인: 러너를 더 좁게 만들고, 더 짧게 만들고, 모양을 바꾸면 플라스틱이 더 잘 흐르게 됩니다.

3. 통풍구 디자인: 공기가 몰드에서 더 잘 빠져나갈 수 있도록 몰드에 구멍을 더 많이 뚫으면 기포가 생기지 않고 플라스틱이 더 잘 채워집니다.

프로세스 매개변수 조정

1. 금형 온도: 금형 온도를 높이면 재료가 식는 속도가 느려지고 포장 시간이 길어집니다.

2. 용융 온도: 용융 온도를 높이면 재료의 점도가 낮아져 금형을 채울 때 더 잘 흐르게 됩니다.

3. 주입 시간: 사출 시간을 너무 길거나 짧게 설정하지 않으면 불량 부품이 나올 수 있습니다.

고급 기술 사용

1. 수치 시뮬레이션: 수치 시뮬레이션 기술에 대한 연구를 통해 충진 문제를 조기에 발견하고 공정 파라미터와 금형 설계를 조정할 수 있습니다.

2. 지능형 제어: 압력 제어 시스템을 사용하여 사출 시스템의 압력을 제어하고 사출 공정을 미세 조정하여 충전 공정의 안정성과 정확성을 개선하는 등 지능형 제어를 사용하여 사출 성형기를 최적화할 수 있습니다.

3. 새 자료: 새로운 고유량 소재를 개발하면 충전 시간을 효과적으로 줄이고 생산 효율성을 높일 수 있습니다.

실제 적용 사례 분석(계속)

시간을 채우기 위한 최적화 전략을 더 잘 이해하기 위해 앞의 실제 사례를 계속 분석해 보겠습니다.

사출 성형기 파라미터 최적화

몇 가지 실험을 수행한 결과, 사출 속도를 150mm/s로 높이면 제품 품질 저하 없이 충전 시간을 크게 단축할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 다음은 저희가 계산한 새로운 충진 시간입니다:

𝑄=706.86 mm²⋅150 mm/s=106029 mm³/𝑠=106.029 cm³/𝑠

𝑡_𝑓=200 cm³/106.029 cm³/𝑠≈1.89초

금형 설계 개선

수치 시뮬레이션 결과 게이트를 하나 더 추가하면 재료 흐름을 개선하고 충진 시간을 단축할 수 있는 좋은 방법이라는 것을 알 수 있었습니다. 게이트를 하나 더 추가하도록 금형을 수정하고 충진 시뮬레이션을 다시 실행했습니다. 그 결과 충진 시간이 약 1.75초로 단축되었습니다.

프로세스 매개변수 조정

또한 금형 온도는 80°C, 용융 온도는 220°C로 실험을 진행했습니다. 총 충전 시간은 약 1. 70초였습니다.

고급 기술 사용

실시간 제어 시스템을 사용하여 주입 시간을 줄이기 위해 특정 요소를 조정하여 주입 프로세스를 최적화했습니다. 최적화된 총 주입 시간은 1. 68초였습니다.

결론

본 논문에서는 사출 성형기의 충진 공정을 계산하는 데 사용할 수 있는 다양한 방법, 즉 경험식, 유변학 모델 방정식, 수치 시뮬레이션 및 실험적 검증에 대해 자세히 설명하고 예제를 통해 설명합니다. 주요 내용은 다음과 같습니다: 사출 성형기 파라미터의 광범위한 최적화, 금형 설계 개선, 공정 파라미터 조정 및 기술 활용, 이러한 모든 조치는 제품의 품질을 보장할 수 있는 범위 내에서 충진 효율 향상에 기여할 수 있습니다.

이러한 고려 사항은 사출 성형의 최적 충진율을 계산하고 최적화하는 관점에서 매우 중요합니다. 생산 속도를 높이고 비용을 절감할 뿐만 아니라 제품의 품질도 크게 향상시킬 수 있기 때문입니다. 이 문서에서는 충진 시간 계산에 관한 기술적 분석과 방법을 제시합니다. 사출 성형 공정를 참조하여 사출 성형 공정에서 충진 시간을 계산하고 최적화하는 데 도움을 받을 수 있습니다.

사출 성형은 혁신을 통해 계속해서 추진력을 얻고 있으며, 둔화될 조짐은 보이지 않습니다. 앞으로는 충진 시간을 계산하고 최적화하는 프로세스가 지능형 및 디지털 기술을 더 많이 적용하는 방향으로 전환될 것입니다. 예를 들어 인공지능과 빅데이터로 자동화된 기계는 방대한 생산량을 분석하여 사출 성형 공정 설정을 조정함으로써 충진 효율과 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한 신소재의 발전은 사출 성형 공정에서 충진 시간을 단축하고 생산 비용을 절감하는 현대 기술의 성과를 더욱 향상시킬 것입니다.

결론적으로 충전 시간의 계산 및 최적화도 어려운 문제이며 충전 과정에서 많은 문제를 고려해야하며 각 충전 프로세스마다 검증 및 개선이 필요합니다. 향후 개선과 보완을 통해 사출 성형 기술 이러한 애플리케이션에 대해 보다 안정적이고 효율적이며 안정적인 프로세스를 확보할 수 있어 산업에 더욱 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.