사출 성형 공정을 최적화하려면 제조의 효율성, 제품 품질 및 비용 효율성을 보장하기 위해 다양한 요소를 고려해야 합니다.

사출 성형의 핵심 요소에는 금형 설계, 재료 선택, 기계 설정 및 공정 파라미터가 포함되며, 모두 제품 품질, 사이클 시간 및 생산 효율성에 중요한 요소입니다.

사출 성형 설정의 핵심 요소를 이해하는 것은 효율성과 제품 품질을 극대화하는 데 필수적입니다. 제조 결과를 개선하고 최적의 생산 결과를 달성하려면 이러한 측면을 자세히 살펴보세요.

성공적인 사출성형에서 수축은 어떤 역할을 할까요?

수축은 성형 부품의 최종 치수와 품질에 영향을 미치기 때문에 사출 성형에서 수축을 이해하는 것은 매우 중요합니다. 적절한 관리는 제품의 일관성을 보장하고 결함을 줄입니다.

사출 성형에서 수축은 냉각 중에 플라스틱 부품의 크기가 줄어드는 현상입니다. 사양을 충족하고 뒤틀림을 줄이며 품질을 향상시키려면 효과적인 제어가 필수적입니다.

열가소성 플라스틱 성형에서 수축에 영향을 미치는 요인

플라스틱은 성형할 때 수축률이 달라집니다. 이는 플라스틱의 모양을 변화시키는 결정화 및 내부 응력과 같은 것들 때문입니다. 플라스틱이 냉각되면 이러한 응력의 일부가 유지됩니다. 또한 분자가 정렬되는 방식에서 많은 스트레스를 받습니다. 이 모든 것이 플라스틱이 다른 재료보다 더 많이 수축한다는 것을 의미합니다. 플라스틱은 많이 줄어들 수도 있고 조금 줄어들 수도 있습니다. 다른 방향보다 한 방향으로 더 많이 줄어들 수 있습니다. 성형 후에도 열을 가하거나 물에 젖으면 더 많이 줄어들 수 있습니다.

용융된 재료가 금형 캐비티의 표면에 닿으면 플라스틱 부품은 즉시 냉각되는 저밀도 고체 쉘을 형성합니다. 플라스틱은 열전도율이 낮기 때문에 성형 부품의 내부 층은 천천히 냉각되어 많이 수축하는 고밀도 고체 층을 형성합니다. 따라서 벽이 두꺼울수록 냉각 속도가 느려지고 수축하는 고밀도 층이 두꺼워집니다. 또한 인서트의 존재 여부와 인서트의 배열 방식은 재료의 흐름 방향, 밀도 분포, 수축 저항에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 성형된 부품의 특성이 수축의 크기와 방향에 더 큰 영향을 미칩니다.

재료의 흐름 방향, 밀도 분포입니다, 유지 압력¹ 수축과 성형 시간을 보완하는 것은 입구 형태, 크기 및 이러한 요소의 분포에 직접적인 영향을 받습니다. 직접 인렛일수록 인렛의 단면(특히 두꺼운 단면)이 클수록 수축은 작지만 방향성은 커지고, 인렛의 폭과 길이가 짧을수록 방향성은 작아집니다. 인렛이 인렛에 가깝거나 재료 흐름 방향과 평행할수록 수축이 커집니다.

성형 조건이 금형 온도가 높은 경우 용융된 재료는 천천히 냉각되어 밀도가 높고 수축이 커집니다. 특히 결정성 소재의 경우 결정성이 높고 부피가 변하기 때문에 수축이 더 큽니다. 그리고 금형 온도² 분포와 성형 부품 내부 및 외부 냉각의 균일성도 밀도와 관련이 있으며, 각 부품의 수축 크기와 방향에 직접적인 영향을 미칩니다.

또한 유지 압력의 지속 시간도 수축에 영향을 미칩니다. 압력이 높고 지속 시간이 길면 수축은 작아지지만 방향성은 커집니다. 사출 압력이 높으면 용융된 재료의 점도 차이가 작고 층간 전단 응력이 작아지며 이형 후 탄성이 커집니다.

따라서 수축을 적당히 줄일 수 있습니다. 재료 온도가 높으면 수축은 크지만 방향성은 작아집니다. 따라서 성형 중 금형 온도, 압력, 사출 속도, 냉각 시간 및 기타 요인을 조정하면 플라스틱 부품의 수축을 적절하게 변경할 수도 있습니다.

플라스틱 부품의 각 부분의 수축률을 결정하기 위한 경험에 따른 금형 설계

금형을 설계할 때는 플라스틱의 수축 범위, 플라스틱 벽의 두께, 플라스틱 부품의 모양, 게이트의 크기, 게이트의 분포 등을 고려해야 합니다. 경험을 바탕으로 플라스틱 부품의 각 부분의 수축률을 결정한 다음 캐비티의 크기를 계산할 수 있습니다.

고정밀 플라스틱 부품 또는 수축률을 제어하기 어려운 플라스틱 부품의 경우 일반적으로 다음과 같은 방법을 사용하여 금형을 설계할 수 있습니다. 수축률³ 를 플라스틱 부품의 외경에 적용하고 내경에 대해 더 큰 수축률을 적용하여 시험 금형 후 수정할 수 있는 여지를 확보합니다.

금형을 설계할 때는 플라스틱의 수축 범위, 플라스틱 벽의 두께, 플라스틱 부품의 모양, 게이트의 크기, 게이트의 분포 등을 고려해야 합니다. 경험을 바탕으로 플라스틱 부품의 각 부분의 수축률을 결정한 다음 캐비티의 크기를 계산할 수 있습니다.

고정밀 플라스틱 부품 또는 수축률을 제어하기 어려운 플라스틱 부품의 경우 일반적으로 다음과 같은 방법을 사용하여 금형을 설계 할 수 있습니다. 플라스틱 부품의 외경에 대해 더 작은 수축률을 취하고 내경에 대해 더 큰 수축률을 취하여 시험 금형 후 수정의 여지가 있습니다.

사출 성형에서 유동성이 중요한 이유는 무엇입니까?

사출 성형에서 유동성은 플라스틱 재료가 금형을 적절히 채우도록 하여 고품질 부품을 생산하고 결함을 줄입니다.

유동성은 완벽한 금형 충진과 결함 최소화를 위해 필수적이며 자동차, 전자, 소비재 등 산업 전반의 공정, 재료 선택 및 부품 품질에 영향을 미칩니다.

열가소성 플라스틱 흐름 크기

열가소성 플라스틱의 유동성은 일반적으로 분자량, 용융 지수, 아르키메데스 나선형 유동 길이, 성능 점도 및 유동 비율(유동 길이/플라스틱 부품의 벽 두께)과 같은 일련의 지표를 통해 분석할 수 있습니다.

작은 분자량, 넓은 분자량 분포, 열악한 분자 구조 규칙 성, 높은 용융 지수, 나사 흐름 길이, 성능 점도가 작고 흐름의 흐름 비율이 좋으며 플라스틱의 동일한 이름을 설명서에서 검사하여 흐름이 사출 성형에 적합한 지 여부를 추론해야합니다.

금형 설계의 요구 사항에 따라 플라스틱은 유동성에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 유동성이 좋은 플라스틱에는 PA, PE, PS, PP, CA 및 폴리 (4) 메틸 펜텐, 중간 정도의 유동성을 가진 플라스틱에는 폴리스티렌 계열 수지 (예 : ABS, AS), PMMA, POM 및 폴리 페닐렌 에테르, 열악한 플라스틱이 있습니다. 유동성⁴ PC, 경질 PVC, 폴리페닐렌 에테르, 폴리설폰, 폴리설폰, 불소수지 등이 있습니다.

플라스틱의 유동성에 영향을 미치는 주요 요인

재료의 온도가 높으면 유동성이 증가합니다. 그러나 플라스틱마다 고유한 차이점도 있습니다. PS(특히 내충격성 유형과 MFR 값이 높을수록), PP, PA, PMMA, 변성 폴리스티렌(ABS, AS 등), PC, CA 및 기타 플라스틱은 온도 변화에 따른 플라스틱의 유동성이 더 큽니다. PE, POM의 경우 온도 상승 또는 하락이 유동성에 미치는 영향이 적습니다. 따라서 성형 온도에서 전자는 흐름을 마스터하기 위해 조정하는 것이 적절합니다.

사출 압력은 전단 효과에 의해 용융된 재료를 증가시키고 흐름도 증가합니다. 특히 PE와 POM의 경우 더 민감하므로 사출 압력을 조정하여 성형 흐름을 제어하는 것이 적절합니다.

금형 구조, 주입 시스템 형태, 크기, 배열, 냉각 시스템 설계, 용융 재료 흐름 저항(예: 유형 표면 평활도, 채널 단면 두께, 캐비티 모양, 배기 시스템) 및 기타 요인은 캐비티 내 용융 재료의 실제 흐름에 직접적인 영향을 미칩니다. 용융 재료가 온도를 낮추고 흐름에 대한 저항을 높이기 위해 촉진되는 곳마다 용융 재료의 흐름이 감소합니다.

금형을 설계할 때는 플라스틱의 흐름을 고려하고 합리적인 구조를 선택해야 합니다. 또한 재료 온도, 금형 온도, 사출 압력 및 사출 속도와 같은 충진 조건을 조정하여 성형 공정의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

결정성은 사출 성형 공정에 어떤 영향을 미칩니까?

결정성은 사출 성형 공정에서 중요한 역할을 하며 성형된 부품의 기계적 특성과 치수 안정성에 영향을 미칩니다.

결정도는 플라스틱의 열적 및 기계적 특성을 결정하여 사출 성형에 영향을 미칩니다. 결정도가 높을수록 강도와 강성은 증가하지만 냉각 시간이 길어져 포장, 자동차, 항공 우주와 같은 분야의 공정에 영향을 미칩니다.

결정성 플라스틱 및 비결정성(비정질이라고도 함) 플라스틱

열가소성 플라스틱은 결정성 플라스틱과 비결정성(비정질이라고도 함) 플라스틱의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 이는 식을 때 결정화되는지 여부에 따라 결정됩니다.

소위 결정화 현상은 용융 상태에서 응축까지의 플라스틱, 독립적 인 움직임에서 분자가 완전히 정렬되지 않은 상태에서 분자가 약간 고정 된 위치에 따라 자유롭게 움직이지 않고 현상의 규칙적인 모델의 분자 배열을 만드는 경향이 있습니다.

이 두 가지 유형의 플라스틱 표준의 외관은 두꺼운 벽으로 성형된 플라스틱 부품의 투명도에 따라 달라집니다. 일반적으로 결정성 소재는 불투명하거나 반투명하고(예: POM 등), 비정질 소재는 투명합니다(예: PMMA 등). 하지만 예외도 있습니다. 예를 들어 폴리(4)메틸 쓰레기는 결정성 플라스틱이지만 투명도가 높고, ABS는 비정질 소재이지만 투명하지 않습니다.

결정성 플라스틱에 대한 요구 사항 및 주의사항

재료의 온도를 성형 온도까지 올리는 데 필요한 열이 높기 때문에 가소화 용량이 큰 장비를 사용해야 합니다. 냉각 시 방출되는 열이 크므로 충분히 냉각해야 합니다. 용융 상태와 고체 상태의 비중 차이가 크고 성형 수축이 크며 수축 및 다공성이 발생하기 쉽습니다. 빠른 냉각, 낮은 결정도, 작은 수축, 높은 투명도.

플라스틱 부품의 결정성과 벽 두께는 관련이 있습니다. 벽 두께는 냉각 속도가 느리고 결정도가 높으며 수축이 크며 물리적 특성이 좋습니다.

따라서 결정질 재료는 제어에주의를 기울여야합니다. 금형 온도⁵. 결정성 물질은 명백한 이방성과 높은 내부 응력을 가지고 있습니다. 탈형 후, 비결정화 분자는 계속 결정화되는 경향이 있으며, 이는 에너지 불균형 상태에 있으며 변형 및 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다. 결정화 온도 범위가 좁고 녹지 않은 재료의 끝이 금형에 주입되거나 공급 포트를 막는 경우가 발생하기 쉽습니다.

열에 민감한 플라스틱과 가수분해성 플라스틱은 사출 성형 공정에 어떤 영향을 미칩니까?

열에 민감하고 가수분해 가능한 플라스틱은 사출 성형 공정에서 성형 온도 및 재료 열화와 같은 요인에 영향을 미치는 중요한 역할을 합니다.

사출 성형 시 열에 민감한 플라스틱은 열화를 방지하기 위해 적절한 온도 제어가 중요하며, 가수분해성 플라스틱은 재료 무결성을 보존하고 일관된 고품질 제품을 보장하기 위해 수분 관리가 필수적입니다.

열에 민감한 플라스틱은 열에 더 민감한 플라스틱입니다. 고온에 장시간 노출되거나 공급 포트 단면적이 너무 작고 전단 효과가 큰 경우 이러한 플라스틱은 색이 변하고 변질되며 분해되는 경향이 있습니다. 이러한 특성 때문에 열에 민감한 플라스틱으로 분류됩니다.

경질 PVC, 폴리염화비닐, 비닐 아세테이트 공중합체, POM, 폴리트리플루오로에틸렌 등과 같은 소재입니다. 언제 열에 민감한 플라스틱⁶ 분해되면 단량체, 가스, 고체 및 기타 부산물이 생성됩니다. 분해 과정에서 생성되는 가스는 사람, 장비 및 곰팡이에 자극성, 부식성 또는 독성을 유발할 수 있습니다.

따라서 금형 설계, 사출 성형기 선택 및 성형 공정에주의를 기울여야합니다. 스크류 사출 성형기를 선택하고 러너 단면이 커야하며 금형과 배럴은 크롬 도금되어야하며 재료에 데드 코너가 없어야합니다. 성형 온도를 엄격하게 제어하고 플라스틱에 안정제를 추가하여 열 민감도를 약화시켜야 합니다.

PC와 같은 일부 플라스틱은 물이 조금만 들어 있어도 고온과 고압에서 분해될 수 있습니다. 이를 가수분해성이라고 하며, 사용하기 전에 열을 가하고 건조시켜야 합니다.

응력 균열과 용융 균열은 사출 성형 공정에 어떤 영향을 미칩니까?

응력 균열과 용융 균열은 사출 성형에서 중요한 문제로, 산업 전반에 걸쳐 제품 내구성과 제조 효율성에 영향을 미칩니다.

성형 부품의 응력과 용융 균열은 약점과 결함을 유발합니다. 가공 온도와 재료 선택을 최적화하여 제품 무결성과 성능을 향상시킴으로써 두 가지 문제를 모두 완화할 수 있습니다.

일부 플라스틱은 응력에 민감하여 성형 과정에서 내부 응력이 쉽게 발생할 수 있습니다. 그 결과 이러한 플라스틱은 부서지기 쉽고 균열이 발생하기 쉽습니다. 이러한 재료로 만든 플라스틱 부품은 외부의 힘이나 용제에 노출되면 균열이 발생할 수 있습니다.

따라서 내균열성을 향상시키기 위해 원료에 첨가제를 첨가하는 것 외에도 원료의 건조에주의를 기울이고 합리적인 성형 조건을 선택하고 내부 응력을 줄이고 내균열성을 향상시켜야합니다. 그리고 플라스틱 부품의 합리적인 모양을 선택하고 인서트 및 기타 응력 집중을 최소화하기 위한 조치를 설정하지 않아야 합니다.

금형을 설계할 때는 금형 경사를 높이고, 좋은 입구 및 배출 메커니즘을 선택하고, 성형 중에 재료 온도, 금형 온도, 사출 압력 및 냉각 시간을 적절하게 조정해야 합니다. 이형할 때 플라스틱 부품이 너무 차갑고 부서지기 쉬운 상태가 되지 않도록 주의하세요. 또한 성형된 플라스틱 부품에 후처리를 하여 균열 저항성을 개선하고 내부 응력을 줄이며 용제와의 접촉을 피하는 것이 좋습니다.

언제 용융 유량⁷ 특정 폴리머의 유속이 특정 값에 도달하면 용융 표면에 명백한 가로 균열이 나타나며 이를 용융 균열이라고 합니다. 이는 플라스틱 부품의 외관과 물리적 특성에 해롭습니다.

따라서 용융 유속이 높은 폴리머 등을 선택할 때는 노즐, 러너, 게이트 단면을 늘리고 사출 속도를 낮추며 재료 온도를 높여야 합니다.

열적 특성과 냉각 속도는 사출 성형 공정에 어떤 영향을 미칩니까?

재료의 열적 특성과 냉각 속도는 사출 성형 공정에 큰 영향을 미치며 최종 제품의 품질과 생산 효율에 영향을 미칩니다.

사출 성형에서 열 특성은 열에 따른 재료 거동에 영향을 미치며 흐름과 냉각에 영향을 미칩니다. 냉각 속도 제어는 구조적 무결성과 안정성, 부품 품질 최적화, 뒤틀림 및 사이클 시간 단축에 매우 중요합니다.

플라스틱마다 비열, 열전도율, 열변형 온도 등 열적 특성이 다릅니다. 비열이 높은 플라스틱은 녹는 데 많은 열이 필요하므로 용융 용량이 큰 사출 성형기를 사용해야 합니다. 열변형 온도가 높은 플라스틱은 빠르게 냉각되어 빠르게 탈형이 가능하지만, 탈형 후에는 냉각 및 변형이 일어나지 않도록 관리해야 합니다.

열전도율이 낮은 플라스틱은 냉각 속도가 느리기 때문에(예: 이온성 폴리머 등은 냉각 속도가 매우 느립니다) 충분히 냉각해야 하며 금형의 냉각 효과를 강화해야 합니다.

핫 러너 금형은 비열이 낮고 열전도율이 높은 플라스틱에 적합합니다. 비열이 크고 열전도율이 낮으며 열 변형 온도가 낮고 플라스틱의 냉각 속도가 느리면 고속 성형에 도움이되지 않으므로 적절한 사출 성형기를 선택하고 금형 냉각을 강화해야 할 필요가 있습니다.

플라스틱의 특성과 성형 부품의 모양에 따라 다양한 유형의 플라스틱에는 특정 냉각 속도가 필요합니다. 따라서 금형은 성형 요구 사항에 따라 특정 금형 온도를 유지하기 위해 가열 및 냉각 시스템으로 설계되어야 합니다. 재료 온도가 금형 온도보다 높으면 플라스틱 부품이 사출된 후 변형되는 것을 방지하고 성형 주기를 단축하며 결정화 정도를 줄이기 위해 금형을 냉각해야 합니다.

플라스틱 폐기물의 열이 금형을 특정 온도로 유지하기에 충분하지 않은 경우 금형에는 금형을 특정 온도로 유지하기위한 가열 시스템이 있어야 냉각 속도를 제어하고 흐름이 좋은지 확인하고 충전 조건을 개선하거나 플라스틱 부품이 천천히 냉각되도록 제어하는 데 사용하여 내부와 외부가 고르지 않게 냉각되고 결정 성을 개선하는 등의 두꺼운 벽 부품이 없도록 할 수 있습니다.

원활한 생산과 성형 부품의 품질을 보장하기 위해 플라스틱 성형 공정 중에 금형의 온도를 조정해야 하는 경우가 있습니다. 이는 금형 전체를 가열 또는 냉각하거나 금형의 특정 영역을 가열 또는 냉각하여 수행할 수 있습니다. 따라서 금형에는 해당 냉각 또는 가열 시스템이 장착되어 있어야 합니다.

흡습성은 사출 성형 공정에 어떤 영향을 미칩니까?

흡습성은 재료 특성과 최종 제품의 무결성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 사출 성형 공정의 품질과 효율성을 유지하려면 흡습성을 이해하는 것이 필수적입니다.

플라스틱의 흡습성은 수분 흡수에 영향을 미쳐 점도와 성형 공정에 영향을 미칩니다. 뒤틀림, 기포, 강도 감소와 같은 결함을 방지하려면 적절한 건조와 취급이 중요합니다.

플라스틱은 다양한 수준의 수분 흡수⁸ 다양한 첨가제로 인해 습기가 차게 됩니다. 따라서 플라스틱은 흡습성, 수분 흡수성, 비흡습성의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 재료의 수분 함량은 일정 범위 내에서 제어되어야 합니다. 그렇지 않으면 온도와 압력이 높을 때 물이 기체로 변하거나 가수분해됩니다.

따라서 수지에 기포가 생기면 유동성이 감소하고 외관 및 기계적 특성이 저하됩니다. 따라서 흡습성 플라스틱을 사용할 때는 수분 흡수를 방지하기 위해 적절한 가열 방법 및 사양의 요구 사항에 따라 예열해야 합니다.

결론

사출 성형⁹ 은 원활한 생산과 일관된 제품 품질을 보장하기 위해 여러 요소를 신중하게 고려해야 하는 복잡한 공정입니다. 이러한 요소에는 플라스틱의 수축, 유동성, 결정성, 열 민감성, 가수분해는 물론 응력 균열 및 용융 균열에 대한 저항성, 열 특성, 냉각 속도, 수분 흡수 등이 포함됩니다.

플라스틱 유형에 따라 사출 성형 공정 중 유동 거동과 수축 특성이 다르며 이러한 특성은 온도, 압력 및 금형 설계에 영향을 받습니다.