사출 성형은 플라스틱 제품 제조에 널리 사용되는 제조 공정입니다. 이 공정에서는 냉각 시간이 생산 주기의 큰 부분을 차지하는 경우가 많으며, 최대 60-70%까지 소요되기도 합니다. 따라서 냉각 시간을 최소화하고 생산 효율성을 개선하며 생산 비용을 최소화하는 것이 매우 중요해집니다. 이 기사에서는 사출 성형에서 냉각 시간을 줄이기 위한 다양한 기술과 방법에 대해 설명합니다.

냉각 시간의 중요성 이해

사출 성형 과정에서 플라스틱 소재를 녹여 금형에 주입합니다. 사출 후에는 재료가 금형에서 굳어져 최종 모양과 크기가 형성되도록 냉각 과정을 거쳐야 합니다. 냉각 시간은 제조된 제품의 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 생산 공정과 사이클의 효율성 부분에도 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 냉각 시간을 단축하는 것은 품질을 개선하기 위한 중요한 목표입니다. 사출 성형 공정.

냉각 공정은 크게 액체 상태에서 유리 전이 상태로, 유리 전이 상태에서 완전 결정화 상태로 소재를 냉각하는 두 단계로 이루어집니다. 첫 번째 단계는 일반적으로 고온에서 플라스틱의 높은 비열 용량으로 인해 재료가 열을 방출하는 데 더 오랜 시간이 걸리기 때문에 더 오래 걸립니다. 두 번째 단계는 더 짧지만 제품의 치수 안정성과 내부 응력 분포에 큰 영향을 미칩니다.

사출 성형의 일반적인 냉각 방법

수냉식 냉각

수냉식은 사출 성형기에 사용되는 가장 일반적인 냉각 방식입니다. 일반적으로 금형 또는 사출 성형기의 냉각 채널을 통해 물을 순환시키는 방식입니다.

장점:

1. 효과적인 냉각: 물은 매우 우수한 열 전달 매체로 널리 알려져 있으며 꾸준한 냉각을 제공하기 때문입니다.

2. 제어 가능한 프로세스: 물의 흐름과 온도를 제어할 수 있어 냉각 과정을 엄격하게 조절할 수 있습니다.

3. 저렴한 비용: 물은 상대적으로 저렴하므로 수냉을 선택하는 것이 주머니 사정에 유리합니다.

단점:

1. 박테리아 성장: 뜨거운 물은 박테리아 활동을 유발하므로 사용하기 전에 물을 소독해야 합니다.

2. 순환 시스템이 필요합니다: 물 순환 시스템을 도입하는 것도 시스템 투자에 추가 비용이 발생합니다.

3. 물 얼룩: 공정에서 물을 사용할 수 있지만 공정 중에 물품에 얼룩이 생길 수 있으므로 지속적인 세탁이 필요합니다.

공기 냉각

공기 냉각은 팬을 사용하여 냉각 공기를 금형 영역에 직접 불어넣습니다. 사출 성형 를 클릭한 다음 뜨거운 공기를 배출합니다.

장점:

1. 순환 펌프가 필요 없습니다: 난방 시스템을 위한 고가의 장비 투자 비용인 물 순환 펌프를 절약할 수 있습니다.

2. 박테리아 성장 없음: 물을 사용하지 않기 때문에 박테리아가 번식할 위험이 없습니다.

3. 장거리 냉각: 공기 냉각 거리가 더 길어질 수 있으므로 물로 냉각하기 어려운 일부 장비에 적합합니다.

단점:

1. 수냉식보다 덜 효과적: 공기는 물만큼 많은 열을 빠르게 전달할 수 없기 때문에 열 전달 매체로서 물만큼 효율적이지 않습니다.

2. 제어할 수 없는 온도: 팬의 공기 온도를 정확하게 조절할 수 없습니다.

오일 냉각

오일 냉각은 열을 제거하기 위해 오일 냉각 시스템을 사용하는 특수 냉각 방식입니다.

장점:

1. 효과적인 냉각: 오일은 열전도율이 높아 안정적인 냉각 효과를 제공합니다.

2. 공간 절약: 오일 냉각 시스템은 물 순환 시스템에 비해 공간을 덜 차지합니다.

3. 온도 조절 가능: 오일 온도를 제어할 수 있어 냉각 프로세스를 잘 조절할 수 있습니다.

단점:

1. 높은 비용: 오일은 값비싼 화학 물질이므로 냉각 옵션이 더 비쌉니다.

2. 유지 관리의 어려움: 오일은 주기적인 교체와 유지 관리가 필요하므로 번거로울 수 있습니다.

냉각 시간에 영향을 미치는 요인

재료 선택

1. 열 전도성: 다양한 유형의 재료의 열전도도에는 큰 차이가 있습니다. 즉, 열전도율이 높은 재료(예: 금속 충전 플라스틱)는 열전도율이 낮은 재료(예: 일부 엔지니어링 플라스틱)보다 더 빨리 냉각됩니다.

2. 결정성: 반결정성 폴리머(예: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌)는 결정 구조의 형성 시간으로 인해 비정질 폴리머(예: 폴리스티렌, 폴리카보네이트)보다 냉각하는 데 더 많은 시간이 걸립니다.

3. 비열 용량: 비열 용량이 높은 소재는 같은 온도로 냉각하는 데 더 많은 에너지가 필요하므로 냉각 시간이 길어집니다.

금형 측면

1. 냉각 시스템 설계: 부품을 냉각하는 데 걸리는 시간을 최소화하기 위해서는 냉각 시스템을 잘 설계하는 것이 중요합니다. 그중에서도 냉각 채널의 레이아웃, 직경, 길이가 액체의 냉각 능력에 직접적인 영향을 미칩니다.

2. 금형 재료: 금형 재료의 열전도율은 냉각 시간에 영향을 미칩니다. 구리 합금 몰드는 열 전도성이 좋기 때문에 강철 몰드에 비해 냉각 시간이 짧습니다.

3. 금형 표면 처리: 냉각 시간은 금형의 표면 특성과도 관련이 있습니다. 표면이 거칠고 코팅이 두꺼우면 냉각 속도가 느려지는 반면 표면이 매끄럽고 열 전도성 코팅이 있으면 냉각 효율이 향상될 수 있습니다.

4. 금형 물 채널 레이아웃: 이 과정에서 사출 금형 수로 설계를 위해서는 제품 구조에 문제를 일으킬 수 있는 모든 요인을 분석해야 합니다. 이를 위해 다양한 순환 수로 설계를 제안해야 할 수 있습니다. 금형 수로는 가능한 한 직선형 수로를 선택하고, 냉각 우물과 모서리가 많은 설계를 최소화하며, 죽은 물을 최소화해야 합니다. 금형 설계 단계에서 냉각 효과를 보장하기 위해 냉각수 채널 레이아웃을 합리적으로 배치할 수 있습니다.

5. 금형 온도: 금형 캐비티의 물 입구와 출구 지점의 실제 온도를 계산하여 설정합니다. 여러 영역 간의 열 변화와 설정 온도와의 열 변화를 ±5℃ 범위에서 조절할 수 있다면 근본적인 냉각이 만족스럽다는 의미입니다.

6. 사출 금형의 일일 유지 관리: 금형 표면에 기름이나 먼지가 있으면 일반적으로 냉각 효율이 떨어집니다. 캐비티 표면을 정기적으로 청소하고 청소기를 사용하여 금형 수로를 청소해야합니다. 정상 작동 작업 중, 특히 현지 스타트 업의 일일 검사 중에는 냉각수 흐름 모니터링에 더 많은주의를 기울여야하며 다양한 이상은 적시에 처리해야합니다.

처리 매개변수

1. 금형 온도: 금형 온도가 높을수록 냉각 시간이 길어집니다. 금형 온도를 낮추면 냉각 시간을 단축할 수 있습니다.

2. 주입 온도 및 압력: 사출 온도와 압력이 증가하면 금형 내부의 열이 상승하여 냉각 시간이 길어집니다. 이러한 파라미터를 조정하면 열 축적을 줄일 수 있습니다.

3. 사출 속도: 사출 속도가 빠를수록 전단 열이 더 많이 발생하므로 냉각 시간이 더 길어집니다. 작업자가 냉각 시간을 줄이기 위해 취할 수 있는 조치 중 하나는 사출 속도를 줄이는 것입니다.

환경적 요인

1. 주변 온도 및 습도: 냉각 공정은 생산 지역 내의 온도와 습도에 영향을 받습니다. 온도와 습도가 높으면 냉각 시간이 길어지고, 온도와 습도가 낮으면 냉각 시간이 짧아집니다.

2. 냉각 중간 온도 및 유량: 온도와 유량도 시스템의 냉각에 영향을 미칩니다. 냉각 매체의 온도를 낮추고 유량을 높여 냉각 속도를 개선하는 것도 실현 가능합니다.

냉각 시간을 줄이는 방법

재료 선택 최적화

열전도율이 높은 재료를 선택하면 추가 첨가제가 있는 플라스틱이 될 수 있습니다. 포뮬러의 열전도율을 높이기 위해 다음과 같은 조치를 권장합니다: 예를 들어 알루미늄 분말 또는 분말 가소제의 구리 분말을 기반으로 한 첨가제와 같은 열 전도성 첨가제를 조성물에 포함합니다.

금형 설계 개선

1. 냉각 채널 설계를 최적화합니다: 냉각 채널을 올바르게 설계하여 금형 표면의 균일한 냉각을 보장합니다. 또 다른 방법은 나선형 냉각 채널 또는 다중 회로 냉각 시스템을 사용하는 것입니다.

2. 고효율 냉각 매체를 사용합니다: 냉각은 물 이외의 오일, 냉장 가스 등 냉각 용량이 더 큰 다른 매체로 할 수 있습니다.

3. 3. 금형 재료를 선택합니다: 강철보다 열전도율이 높은 소재를 활용하며, 이러한 소재는 구리 및 알루미늄을 포함한 합금일 수 있습니다.

4. 금형 표면 처리: 열전도율을 높이기 위해 금형 표면에 열전도성 코팅 또는 도금을 적용해야 합니다.

5. 균형 잡힌 냉각 설계: 금형 설계를 최적화하여 플라스틱 제품의 모든 부품이 균일하게 냉각되도록 하여 내부 응력과 변형을 방지합니다.

처리 매개변수 조정

1. 금형 온도를 낮춥니다: 냉각수 시스템, 냉기 시스템 또는 냉각 스프레이와 같은 냉각 장치를 사용하여 금형 온도를 낮출 수도 있습니다.

2. 사출 온도 및 압력 최적화: 사출 온도와 압력을 최적화하여 제품의 품질에 영향을 주지 않으면서 열이 축적되는 것을 제어합니다.

3. 주입 속도 제어: 사출 속도를 조정하여 과도한 전단 열을 방지하고 냉각 시간을 단축합니다.

4. 보류 시간 연장하기: 압력 유지 시간이 길어지면 냉각 효과를 높일 수 있습니다.

보조 냉각 기술 사용

1. 펄스 냉각 기술: 냉각 매체의 냉각 속도도 공정 효율에 영향을 미칠 수 있으므로 냉각 유량과 매체 온도를 주기적으로 변경하는 것이 좋습니다.

2. 가변 주파수 냉각 기술: 금형 온도 변화에 따라 냉각 매체의 유량과 온도를 분석하여 필요한 조정을 수행합니다.

3. 금형 표면 처리: 열 전도성 코팅, 열 전도성 도금층을 사용하여 금형의 열 전도를 최적화할 수 있습니다.

컴퓨터 시뮬레이션 기술 활용

1. 전산 유체 역학(CFD) 시뮬레이션: 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 다양한 냉각수 레이아웃을 시도하고 금형 냉각 채널에서 유체의 대류를 연구하여 최적의 설계를 달성합니다.

2. 금형 온도 필드 분석: 성형 중 발생하는 온도 변화를 분석하여 냉각 시간이 오래 걸리는 부분을 확인하고 그에 따라 조정합니다.

3. 사출 공정 시뮬레이션: 사출 성형 냉각 시간을 단축할 수 있는 다른 파라미터를 찾으려면 시뮬레이션 소프트웨어를 사용하여 사출 공정을 개발하세요.

결론

냉각 시간은 최종 제품의 품질, 필요한 사이클 시간, 공정의 생산성을 결정하기 때문에 사출 성형에서 가장 중요한 파라미터 중 하나입니다. 사출 성형에서 냉각 시간을 줄이려면 벽 두께, 적절한 냉각 시간 유지, 적절한 냉각 온도, 적절한 냉각 시간 보장, 효율적인 금형 냉각 기술 구현과 같은 요소를 고려하는 것이 중요합니다. 냉각 시간이 충분하지 않으면 전체 공정에 부정적인 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 사출 성형 사이클 시간. 따라서 냉각 시간을 줄이기 위해 재료 선택, 금형 설계, 공정 파라미터, 보조 냉각 기술 적용 등 여러 가지 접근 방식을 적용할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 개발될 새로운 기술과 재료는 앞으로 절단 시간을 더욱 단축할 수 있는 더 나은 기회를 창출할 것입니다.