뜨거운 금형 표면은 플라스틱 표면의 액체가 캐비티 내부에 압력을 형성할 수 있을 만큼 오랫동안 유지됩니다.
캐비티가 채워지고 캐비티의 압력으로 인해 얼어붙은 피부가 굳기 전에 부드러운 플라스틱이 금속에 밀착되면 캐비티 표면이 고도로 복제됩니다.
반면에 저압으로 캐비티에 들어간 플라스틱이 아무리 잠깐이라도 매달려 있으면 금속에 살짝 닿아도 얼룩이 생길 수 있으며, 이를 게이트 스미어라고도 합니다.
각 유형의 플라스틱 및 플라스틱 부품에는 하나 이상의 바람직하지 않은 영향(예: 부품에서 버가 유출될 수 있음)이 발생할 수 있는 금형 표면 온도 제한이 있습니다.
금형 온도가 높아지면 어떤 영향이 있나요?
금형 온도가 높을수록 유동 저항이 감소합니다. 많은 사출 성형기에서는 사용되는 사출 유량 제어 밸브가 이러한 변화를 보정하지 않기 때문에 러너, 게이트 및 캐비티를 통한 유동이 자연스럽게 빨라지며, 충전 속도가 빨라지면 게이트와 캐비티의 유효 압력이 높아집니다. 이로 인해 넘침 버가 발생할 수 있습니다.
더 뜨거운 모델은 고압이 발생하기 전에 오버플로 가장자리 영역으로 들어가는 플라스틱을 얼리지 않기 때문에 용융물이 이젝터 바 주변으로 넘쳐서 분리선 틈새로 흘러나올 수 있습니다.
이는 우수한 주입 속도 제어가 필요함을 나타내며, 일부 최신 흐름 제어 프로그래머는 실제로 이를 수행할 수 있습니다.
일반적으로 금형 온도가 상승하면 아침에 캐비티에 응축층이 생기는 플라스틱의 양이 줄어들어 용융된 재료가 캐비티 내에서 더 쉽게 흐르기 때문에 부품의 무게가 증가하고 표면 품질이 향상됩니다.
동시에 금형 온도가 상승하면 부품 장력 강도도 증가합니다.
사출 성형에서 금형의 온도는 어떻게 선택해야 하나요?
금형의 온도는 금형이 채워질 때 플라스틱 용융물의 흐름 거동에 영향을 미치고 플라스틱 제품의 성능에 영향을 미칩니다.
금형의 온도는 용융물의 냉각 속도를 결정합니다. 냉각 공정 속도가 빠를수록 용융물의 온도가 빠르게 감소하여 점도가 높아지고 흐름이 어려워져 사출 압력 손실이 증가하고 유효 금형 충진 압력이 낮아지며 심지어 언더필링이 발생할 수도 있습니다.
일반적으로 금형 온도는 가공된 플라스틱의 특성, 제품의 성능 요구 사항, 제품의 모양과 크기, 성형 공정의 공정 조건 등을 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다.
(1) PC와 같이 점도가 높은 플라스틱의 경우 더 높은 금형 온도를 사용하는 것이 적절하고, PA, PS 등과 같이 점도가 낮은 플라스틱은 더 낮은 금형 온도를 사용하는 것이 적절합니다.
금형 온도가 낮아질수록 플라스틱의 응고 속도와 냉각 속도가 증가하여 생산성을 높이고 생산 주기를 단축하는 데 도움이 됩니다.
(2) 이형시 변형을 일으키지 않으려면 금형 온도는 일반적으로 플라스틱의 유리 전이 온도 또는 제품의 변형을 유발할 가능성이 적은 온도보다 낮아야하지만 제품의 이형 온도는 금형 온도보다 약간 높아야합니다. 성형 온도는 제품의 벽 두께 및 잔류 응력과 관련이 있습니다.
(3) 플라스틱 결정화, 분자 배향, 제품 응력 및 다양한 기계적 새로운 에너지에 대한 금형 온도. 낮은 금형 온도는 폴리머의 결정화에 도움이 됩니다.
벽이 두꺼운 제품의 경우 금형 충전 시간과 냉각 시간이 길기 때문에 금형 온도가 너무 낮으면 제품 내부에 진공 기포가 형성되고 수축이 발생하여 내부 응력이 발생하므로 벽이 두꺼운 제품은 낮은 금형 온도를 사용해서는 안됩니다.
금형 온도 조절 시스템
플라스틱 사출 성형 공정은 용융 플라스틱을 고압으로 금형 캐비티에 주입한 뒤, 금형 캐비티 안에서 용융 재료를 냉각하여 플라스틱의 열변형 온도 이하에서 경화시키는 공정입니다.
이 공정은 용융물과 금형의 온도 차이를 이용합니다. 성형 재료마다 필요한 금형 온도가 다르므로(금형 온도는 플라스틱 부품의 열변형 온도보다 낮아야 함) 금형 온도가 너무 높거나 낮으면 플라스틱 부품의 품질과 생산에 영향을 줍니다.
A. 너무 높을 때: 오버플로, 수축, 플라스틱 부품의 경화 시간 증가, 사출 성형 사이클 장기화 및 생산성 저하가 발생합니다.
B. 너무 낮을 때: 용융 수지의 유동성이 떨어지고 플라스틱 부품의 응력이 증가하며, 충전 불량, 웰드 라인, 재료 부족, 표면 광택 부족 등의 결함이 발생합니다.
C. 불균일할 때: 수축률 편차와 플라스틱 부품 변형 등이 발생합니다.
따라서 금형 설계에서는 금형 온도와 사출 사이클을 조절할 냉각 또는 가열 장치를 고려해야 합니다. (1) 성형 소재의 온도만으로 금형이 성형에 필요한 온도에 도달하지 못하는 경우에는 가열 장치를 고려해야 합니다.
(2) 벽 두께가 20mm를 초과하는 플라스틱 부품을 성형할 때는 가열 장치를 고려해야 합니다.
(3) 재료 온도가 성형에 필요한 금형 온도를 초과하는 경우 냉각 장치를 고려해야 합니다.
(4) 일반적으로 열가소성 플라스틱을 성형할 때는 금형을 냉각해야 하며, 열경화성 플라스틱의 경우 금형을 가열해야 합니다.
금형 온도 조절의 목적
A. 성형 주기 단축: 효과적인 냉각 수단을 통해 플라스틱의 열 변형 온도를 낮게 유지합니다.
B. 플라스틱 부품의 품질 향상: 탈형의 변형을 방지합니다.
C. 특수 요구사항에 대응한다. 결정성 플라스틱을 사출할 때 결정화도를 제어하고 전반적인 성능을 높이려면 일반적으로 금형 온도를 더 높게 유지해야 한다. 대형 금형은 사출 성형 전에 예열해야 하며, 특수 요구에 따라 금형을 국부 가열하거나 핫 러너 시스템을 가열해야 할 수 있다.
금형을 단열하는 방법
많은 금형, 특히 엔지니어링 열가소성 플라스틱은 섭씨 80도 또는 화씨 176도와 같이 비교적 높은 온도에서 작동합니다.
금형을 단열하지 않으면 사출 실린더로 손실되는 열만큼 많은 열이 공기와 사출 성형기로 쉽게 손실될 수 있습니다. 금형을 장비 플레이트와 단열하고 가능하면 금형 표면도 단열하십시오.
핫 러너 금형을 고려한다면 핫 러너 구역과 냉각되는 사출품 사이의 열교환을 줄여야 한다. 이는 에너지 손실과 예열 시간을 줄인다.
1. 온도 측정
사출 성형에서는 온도 측정과 제어가 매우 중요합니다. 이러한 측정은 비교적 간단하지만, 대부분의 사출 성형기는 온도 감지 지점이나 배선이 충분하지 않습니다.
대부분의 플라스틱 사출 성형기에서는 열전대로 온도를 감지합니다. 열전대는 끝부분이 연결된 서로 다른 두 금속선으로 구성됩니다. 한쪽 끝이 다른 쪽보다 뜨거우면 미세한 전기 신호가 발생하며, 온도가 높아질수록 신호도 강해집니다.
2. 온도 제어
열전대는 용융 온도 제어 시스템 센서로도 널리 사용됩니다. 금형 온도 컨트롤러에서 원하는 용융 온도를 설정하면 센서의 디스플레이가 설정 포인트에서 생성된 온도와 비교됩니다.
이 가장 간단한 시스템에서는 성형 온도가 설정 포인트에 도달하면 전원이 꺼지고 온도가 떨어지면 다시 켜집니다. 이 시스템을 온/오프 제어라고 부르는 이유는 전원이 켜지거나 꺼지기 때문입니다.
3. 용융 온도
용융 접착제 온도는 매우 중요하며 사용되는 샷 실린더 온도는 참고용일 뿐입니다. 용융 온도는 사출 노즐에서 측정하거나 공기 주입 방법을 사용하여 측정할 수 있습니다.
사출 실린더의 온도 설정은 용융 온도, 스크류 속도, 배압, 사출량 및 사출 주기에 따라 달라집니다.
요약
특정 수준의 플라스틱을 가공한 경험이 없는 경우 가장 낮은 설정부터 시작해야 합니다. 사출 실린더는 쉽게 제어할 수 있도록 구역으로 나뉘어 있지만 모두 같은 온도로 설정되어 있지는 않습니다.
장시간 또는 고온에서 작동하는 경우 첫 번째 영역의 금형 온도 제어를 낮은 값으로 설정하면 플라스틱의 조기 용융 및 분리를 방지할 수 있습니다.
사출을 시작하기 전에 유압 유체, 호퍼 클로저, 금형 및 사출 실린더가 모두 실제 온도에 있는지 확인합니다.
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