특히 벽이 두꺼운 공작물의 경우, 가스 방식에 비해 물 방식을 사용하면 냉각 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
수중 사출 성형의 원리
수지가압 사출 성형은 용융물을 밀어내는 가스(일반적으로 질소)를 물로 대체한 가스 사출 기술의 발전 형태입니다.
고온 용융물은 사출금형으로 유입될 수 있습니다. 두꺼운 용융물은 외벽에 단열되어 더 느리게 냉각됩니다. 내부 용융 선단이 외부 표면과 다른 속도로 냉각되면 수축하면서 외부 표면을 당겨 휨과 싱크 마크를 만들 수 있습니다. 온도 조절기용 열매유.
WIT를 사용하여 싱크 자국, 뒤틀림, 클램핑력과 같은 아티팩트를 줄임으로써 재료의 활용도를 극대화할 수 있습니다. 재료 활용도가 높아지면 버려지는 재료와 원치 않는 아티팩트가 줄어들기 때문에 무게가 줄어듭니다.
두 방법 모두 기능성 중공부가 있는 플라스틱 부품을 만들 수 있지만, 수중 사출 성형은 큰 폐쇄 단면을 가진 부품을 경제적으로 생산하는 데 가장 적합한 것으로 입증되었습니다.
수가압 사출 성형에는 여러 형태가 있습니다. 블로잉 중 금형 캐비티를 용융물로 부분 충전한 뒤 캐비티가 채워질 때까지 가스가 팽창합니다.
반면 블로우 아웃 또는 역류 공정에서는 캐비티가 용융물로 채워진 다음 유체 코어가 오버플로 캐비티로 블로우 아웃되거나 재료 튜브로 다시 블로우 아웃됩니다.
수중 사출 성형의 일반적인 문제점
수중 사출 성형에서 발생할 수 있는 결함은 지금까지 가스 보조 사출 성형에서는 나타나지 않았습니다. 모든 결함은 적절한 공정 조건을 선택해 보완할 수 있습니다.
일반적으로 낮은 주입 압력으로 높은 체적 유량을 목표로하는 것이 더 좋으며, 이는 배압을 최소화하여 충분한 물 유지 시간을 확보함으로써 달성 할 수 있습니다.
사출 노즐 근처의 소용돌이와 벽의 잔물결을 억제하려면 우선 저압으로 물을 주입한 다음 가능한 한 빨리 실제 사출 압력으로 압력을 높여야 합니다.
물의 유량이 너무 적으면 증기로 인한 국부적인 성형이 발생합니다. 기공이 나타나면 수압이 천천히 쌓여 이미 저압에서 형성된 얇은 표면층이 수압에 의해 깨질 수 있습니다.
확산 과정에서 물방울이 발생하고 용융물이 금형과 유체의 양쪽에서 저압으로 응고되면 다공성이 발생하고 고체 외층 사이의 물질이 구겨져 공극이 형성됩니다.
다공성 생성을 제거하거나 줄이려면 사출 단계에서 높은 유량과 유지 또는 냉각 단계에서 높은 수압이 추가로 필요합니다. 재료의 응고가 느리면 다공성 형성을 막을 수 있습니다.
분기점이 있는 미디어 라인은 특별한 과제를 안고 있습니다. 분기점도 날아간다면 오버플로 몰드 캐비티를 제어하기가 어렵습니다.
특히 빠르게 경화되는 재료를 사용하면 얇은 층이 분기점에서 원치 않게 굳어져 다시 찢어내야 합니다. 그 결과 외부 레이어에 균열이 생깁니다.
수중 사출 성형은 5단계로 구성됩니다.
(1) 용융 수지 주입
(2) 물 주입 및 코어 전환
(3) 보압 구간의 수압 유지(선택적으로 플러싱 공정 포함)
(4) 감압 및 배수
(5) 탈형
수중 사출 성형의 특징
완전히 형성된 수로가 필요하므로 수중 사출 성형에서는 가스 보조 사출 성형보다 공정 조건이 더 중요합니다.
다양한 플라스틱 가공 파라미터가 물 침투 길이에 미치는 영향을 확인했습니다. 고분자 재료의 수축률과 점도, 중공 코어의 공극 모양이 주로 성형 제품의 물 침투 길이를 결정하는 것으로 나타났습니다.
물의 비압축성은 더 나은 공정 제어를 제공하지만 필요한 유량을 지속적으로 공급해야 하는 물 주입 기술 장치에 대한 요구가 더 커집니다.
가스에 비해 물의 장점 중 하나는 유지 및 냉각 단계에서 뛰어난 냉각 특성으로 용융물을 내부에서 냉각하고 냉각 시간을 크게 단축할 수 있다는 점입니다. 가스에 비해 물의 냉각 효과가 뛰어나기 때문에 직경이 큰 부품을 가공할 때 냉각 시간과 사이클 시간을 크게 단축할 수 있습니다.
물 배출은 여러 가지 방법으로 이루어질 수 있습니다. 폴리아미드와 같이 가공 온도가 높은 소재의 경우 증기 압력만으로도 충분합니다. 중력도 중요한 역할을 합니다.
또 다른 방법은 다른 주사기를 통해 압축 가스를 주입하여 물을 빼내고 건조 효과를 일으키는 것입니다. 어떤 방법을 선택하든 플라스틱 부품에서 나온 물은 인젝터를 통해 다시 탱크로 흘러 들어갑니다. 물이 잘 배출되도록 하려면 물 주입기를 금형의 가장 낮은 지점에 배치해야 합니다.
수중 사출 성형과 가스 사출 성형의 비교
수중 사출 성형과 가스 보조 사출 성형의 원리는 같지만, 대부분의 관측자는 수중 방식이 가스 보조 방식을 대체하지는 않을 것이며 적용할 공정은 용도와 금형에 따라 달라진다고 봅니다.
수압 보조 사출 성형은 가스 보조 공정과 같은 원리다. 수압 사출 기술은 먼저 짧은 양의 용융 수지를 금형 캐비티에 주입한 다음 물을 주입하며, 이 물이 용융 수지를 밀어내 부품을 성형한다.
일부 애플리케이션에서는 압축 가스를 사용하여 러너에서 물을 짜내어 구조 부품의 습기를 완전히 제거합니다.
연구와 응용에 따르면 물 보조 방식은 더 얇고 균일한 캐비티 벽을 만들어 소재를 절감한다. 또한 물 사출 노즐은 일반적으로 가스 노즐보다 크며, 물 보조 성형은 가스 보조 성형보다 더 크고 벽이 매끄러운 러너를 만든다.
질소를 이용한 가스 보조 성형에 비해 물 보조 성형의 가장 큰 장점은 물의 빠른 냉각 효율입니다. 물의 열전도율은 질소보다 40배 높고, 물의 열용량은 가스보다 4배 더 큽니다. 벽이 두꺼운 공작물의 경우 물 이용은 가스 이용에 비해 냉각 시간을 30~70% 단축할 수 있습니다.
가스와 물의 가장 큰 차이점은 가스는 압축할 수 있지만 물은 압축할 수 없다는 것입니다. 물의 높은 점도와 비압축성으로 인해 물의 앞쪽 끝은 단단한 인터페이스를 형성하여 공작물을 비우는 압착 해머 역할을 합니다. 물의 앞쪽 끝은 금형 캐비티에 채워진 용융물을 냉각하는 역할도 합니다.
가스 보조 사출 성형과 비교한 수중 사출 성형의 장점:
(1) 공작물의 냉각 시간 대폭 단축
(2) 더 큰 공작물 단면이 가능합니다.
(3) 매끄러운 내벽
(4) 균일한 냉각으로 인한 공작물의 변형이 적습니다.
(5) 균일한 벽면 단면
(6) 저렴한 비용과 압력 매체로서 물에 대한 쉬운 접근성
수가압 사출 성형의 잠재적 단점:(1) 누수 문제
(2) 공작물을 탈수해야 합니다.
(3) 대형 물 주입기
(4) 모든 공작물에 적합하지 않음
수중 성형용 재료
자동차 엔진룸의 유체 전달에 사용되는 파이프와 금속 부품을 폴리아미드(나일론) 계열 소재로 대체하는 데 가장 큰 진전이 있었습니다.
이러한 특수 소재는 결정화 속도가 느리고 조기 경화 및 천공(또는 보푸라기)을 방지하기 위해 수정되었습니다. 새로운 폴리아미드 소재는 폴리아미드-6 또는 폴리아미드-6/6 유형이며 대부분 유리 섬유 또는 유리 섬유-미네랄 필러를 함유하고 있습니다.
폴리아미드-6/6 기반 소재는 글리콜 냉각제에 대한 내식성이 더 우수합니다. 일부 가공업체는 물 보조 공정에서 폴리프로필렌을 사용하는 반면, 다른 업체는 관련 응용 분야의 기본 재료로 비충진 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 코폴리머(ABS), 아세탈 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)를 평가하고 있습니다.
수중 성형의 개발 및 적용 전망
수중 사출 성형 기술은 빠르게 발전하고 있으며, 밀봉 성능을 높이고 워터 펌프 누수를 줄이도록 노즐도 개선되었습니다. 물과 공기 주입에 사용하는 노즐은 공작물 캐비티에 고인 물의 배출구로도 사용할 수 있습니다.
새로운 급수 용기 모양은 센터링 프로세스의 압력, 용량 및 타이밍 제어 성능을 개선하기 위해 더욱 최적화되었습니다.
수중 사출 성형 기술은 주로 유럽에서 개발되었기 때문에 상용화 수준도 북미나 아시아보다 유럽이 앞서 있습니다. 적용 분야에는 자동차 부품, 소비재 부품 및 산업용 부품이 포함됩니다.
WIT 공정은 수도관이나 도어 핸들처럼 속이 비었거나 부분적으로 빈 대부분의 부품에 적합합니다. 대표적인 WIT 적용품에는 손잡이, 상부 프레임, 로커 커버, 도어 블록, 주걱, 브래킷, 의자 및 사무용 가구가 있습니다. 이러한 관형 부품 중 일부는 이전에 가스 보조 성형 기술로 생산했지만 수중 보조 기술이 더 적합합니다.
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