사출 성형 는 다양한 부품과 제품을 생산하는 데 사용할 수 있는 인기 있는 제조 공정입니다. 하지만 이 공정을 선택할 때는 몇 가지 요소를 고려해야 합니다.

먼저를 선택하려면 성형할 재료의 유형을 고려해야 합니다. 일부 일반적인 사출 성형 재료는 다른 재료보다 사출 성형에 더 적합하며, 특정 유형의 재료는 특별한 취급이나 가공이 필요할 수 있습니다.

둘째를 선택하려면 원하는 부품의 크기와 복잡성을 고려해야 합니다. 사출 성형은 비교적 단순한 부품을 대량으로 생산하는 데 적합하지만, 복잡한 부품은 다른 제조 공정에 더 적합할 수 있습니다.

마지막으로사출 성형 유형의 장비 및 툴링 비용을 고려해야 합니다. 많은 경우 사출 성형 장비에 대한 초기 투자 비용이 상당할 수 있지만 부품당 비용은 일반적으로 다른 유형의 제조 공정에 비해 낮습니다.

사출 성형은 용융된 재료를 금형 캐비티에 주입하는 제조 공정입니다. 재료가 냉각되고 굳어져 금형 캐비티의 모양이 만들어집니다. 사출 성형 는 자동차부터 소비재에 이르기까지 다양한 산업 분야에서 사용되고 있습니다.

사출 성형 부품을 설계할 때는 몇 가지 고려 사항을 고려해야 합니다.

첫째, 부품의 벽 두께가 균일해야 합니다.

벽이 두꺼우면 뒤틀림과 과도한 수축이 발생할 수 있고, 벽이 얇으면 부품이 파손되거나 부러질 수 있습니다.

둘째, 소재는 사출 성형 공정과 호환되어야 합니다.. 유리나 금속과 같은 일부 재료는 금형 캐비티에 사출할 수 없습니다.

셋째, 부품의 치수가 사출 성형기의 허용 오차 범위 내에 있어야 합니다.. 크기가 너무 크거나 너무 작으면 부품이 금형에서 제대로 배출되지 않거나 고객의 사양을 충족하지 못할 수 있습니다.

마지막으로, 사출 금형은 완성된 부품의 결함을 방지하기 위해 적절한 냉각 및 환기를 위해 설계되어야 합니다. 이러한 모든 요소를 고려하여 디자이너는 고품질의 사출 성형 부품 고객의 요구 사항을 충족합니다.

플라스틱 제품의 성능은 재료 특성과 성형 공정 파라미터의 상호 작용에 의해 결정됩니다. 플라스틱마다 물리적, 화학적 특성이 다르기 때문에 소재 선택은 제품 특성에 큰 영향을 미칩니다.

성형 공정도 중요한 역할을 하는데, 다양한 매개변수가 최종 제품에 상당한 변화를 가져올 수 있기 때문입니다. 원하는 특성을 얻으려면 재료와 성형 공정을 신중하게 선택해야 합니다. 이를 통해 용도의 특정 요구 사항을 충족하는 고품질 플라스틱 제품을 생산할 수 있습니다.

플라스틱 제품 특성은 재료 특성 및 성형 공정 파라미터의 영향을 받으며, 플라스틱마다 최상의 물성을 얻기 위해 특성에 맞는 공정 파라미터가 필요합니다.

사출 성형의 핵심 포인트는 다음과 같습니다:

플라스틱 소재의 수축

열가소성 성형 수축 형태 및 계산 앞서 설명한 대로 다음 요인이 열가소성 성형 수축에 영향을 미칩니다.

a. 플라스틱 종 열가소성 성형 공정은 변화의 형상, 내부 응력, 잔류 응력, 분자 배향 및 기타 요인의 플라스틱 부품에 동결 된 부피의 결정화가 있기 때문에 열경화성 플라스틱에 비해 수축, 수축률 범위, 방향성이 더 큽니다.

성형, 어닐링 또는 습기 조절 처리 후 수축 외에도 일반적으로 열경화성 플라스틱보다 수축이 더 큽니다.

b. 성형 시 플라스틱 부품의 특성, 용융된 재료와 캐비티 표면이 외부 층과 접촉하고 즉시 냉각되어 저밀도 고체 쉘을 형성합니다.

플라스틱의 열전도율이 낮기 때문에 플라스틱 부품의 내부 층은 천천히 냉각되어 수축이 큰 고밀도 고체 층을 형성합니다. 따라서 적절한 벽 두께, 느린 냉각 및 고밀도 층은 두꺼운 수축입니다.

또한 인서트의 유무와 인서트의 배치 및 개수는 재료의 흐름 방향, 밀도 분포 및 수축 저항 크기에 직접적인 영향을 미치므로 수축 크기, 방향성 충격에 대한 플라스틱 부품의 특성이 결정됩니다.

c. 이러한 요소의 입구 형태, 크기 및 분포는 재료 흐름의 방향, 밀도 분포, 압력 유지 및 수축 효과, 성형 시간에 직접적인 영향을 미칩니다.

직접 입구, 입구 단면이 큰 경우(특히 두꺼운 단면)는 수축이 작지만 방향성이 있으며, 입구 폭이 넓고 길이가 짧은 경우 방향성이 작습니다. 입구에 가깝거나 재료 흐름 방향과 평행한 것은 수축이 큽니다.

d. 성형 조건 금형 온도가 높고 용융 재료 냉각이 느리고 고밀도, 수축, 특히 높은 결정성, 부피 변화로 인한 결정 성 재료의 경우 수축이 더 큽니다.

플라스틱 부품 내외부의 금형 온도 분포와 냉각, 밀도 균일성도 각 부품의 수축 크기와 방향에 직접적인 영향을 미칩니다.

또한 유지 압력과 시간도 수축에 더 큰 영향을 미치고 압력이 크고 시간이 길면 수축이 작지만 방향성이 있습니다.

높은 사출 압력, 용융 재료 점도 차이가 작고 층간 전단 응력이 작고 금형 점프 후 탄성이 있으므로 수축도 적당히 감소하고 높은 재료 온도, 수축이 있지만 작은 방향이 될 수 있습니다.

따라서 성형 중 금형 온도, 압력, 사출 속도 및 냉각 시간을 조정하면 플라스틱 부품의 수축을 변경할 수도 있습니다.

금형 설계 시 다양한 플라스틱의 수축 범위, 플라스틱 부품의 벽 두께 및 모양에 따라 입구 크기와 분포, 플라스틱 부품 각 부분의 수축률을 경험적으로 결정한 다음 캐비티 크기를 계산합니다.

고정밀 플라스틱 부품과 수축률 파악이 어려운 경우 일반적으로 다음 방법을 사용하여 금형을 설계하는 것이 적절합니다.

1. 플라스틱 부품의 외경에는 더 작은 수축률을, 내경에는 더 큰 수축률을 적용하여 시험 금형 후 수정할 수 있는 공간을 확보합니다.

2. 금형을 테스트하여 주입 시스템의 형태, 크기 및 성형 조건을 결정합니다.

3. 플라스틱 부품을 후가공하여 크기 변화를 확인합니다(탈형 후 24시간이 지난 후 측정해야 함). 

4. 실제 수축에 따라 금형을 수정합니다.

5. 금형을 다시 시도하고 플라스틱 부품의 요구 사항을 충족하도록 설계 공정 조건을 적절히 변경하여 수축 값을 약간 수정합니다.

열가소성 플라스틱 성형의 수축에 영향을 미치는 요인은 다음과 같습니다:

1. 플라스틱의 종류에 따라 재료의 수축률이 다릅니다. 결정질 재료는 더 많이 수축하고 비정질 재료는 수축하며, 충전량이 많을수록 재료의 수축이 작아집니다.

2. 플라스틱 성형 금형의 크기와 구조. 성형 부품의 균일 한 벽 두께가 너무 크거나 냉각 시스템이 좋지 않으면 수축률에 영향을 미칩니다.. 또한 인서트의 유무와 인서트의 레이아웃 및 개수는 재료의 흐름 방향, 밀도 분포 및 수축 저항 크기에 직접적인 영향을 미칩니다.

3. 재료 입의 형태, 크기 및 분포. 이러한 요소는 재료의 흐름 방향, 밀도 분포, 압력 유지 및 수축 효과, 성형 시간에 직접적인 영향을 미칩니다.

4. 금형 온도 및 사출 압력. 높은 금형 온도 성형 중 용융 밀도가 높으면 특히 결정성이 높은 플라스틱의 경우 플라스틱 수축이 커집니다. 플라스틱 부품의 온도 분포와 밀도 균일성도 수축의 크기와 방향에 직접적인 영향을 미칩니다.

유지 압력과 유지 시간도 수축에 영향을 미칩니다. 압력이 높고 시간이 길면 수축은 작지만 방향성이 커집니다. 따라서 성형 중 금형 온도, 압력, 사출 속도 및 냉각 시간을 조정하면 플라스틱 부품의 수축을 변경할 수도 있습니다.

금형 설계 시 다양한 플라스틱의 수축 범위, 플라스틱 부품의 벽 두께 및 모양에 따라 입구 크기와 분포, 플라스틱 부품 각 부분의 수축률을 경험적으로 결정한 다음 캐비티 크기를 계산합니다.

고정밀 플라스틱 부품과 수축률 파악이 어려운 경우 일반적으로 다음 방법을 사용하여 금형을 설계하는 것이 적절합니다.

a) 플라스틱 부품의 외경에는 수축률을 작게 설정하고 내경에는 수축률을 크게 설정하여 금형 시험 후 수정할 수 있는 여지를 남겨둡니다.

b) 주입 시스템의 형태, 크기 및 성형 조건을 결정하기 위해 금형을 테스트합니다.

c) 후처리할 플라스틱 부품은 치수 변화를 확인하기 위해 후처리됩니다(탈형 후 24시간 후에 측정해야 함).

d) 실제 수축에 따라 금형을 수정합니다.

e) 금형을 다시 테스트하고 공정 조건을 적절히 변경하여 성형 부품의 요구 사항을 충족하도록 수축 값을 약간 수정할 수 있습니다.

플라스틱 소재 유동성

a. 열가소성 유동성 크기는 일반적으로 분자량 크기, 용융 지수, 아르키메데스 나선형 라인 흐름 길이, 성능 점도, 흐름 비율(공정 길이/플라스틱 벽 두께) 및 분석할 일련의 지수를 통해 결정됩니다.

작은 분자량, 넓은 분자량 분포, 열악한 분자 구조 규칙 성, 높은 용융 지수, 긴 나선형 흐름 길이, 작은 성능 점도, 유속비가 좋으며 동일한 이름의 플라스틱은 사출 성형에 적합한 유동성을 결정하기 위해 지침을 확인해야합니다.

금형 설계의 요구 사항에 따라 일반적으로 사용되는 플라스틱의 유동성은 크게 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

1. 우수한 유동성 PA, PE, PS, PP, CA, 폴리(4)메틸갈릭렌.

2. 중간 유동성 폴리스티렌 계열 수지(예: ABS, AS), PMMA, POM, 폴리페닐렌 에테르.

3. 유동성이 낮은 PC, 경질 PVC, 폴리페닐렌 에테르, 폴리설폰, 폴리아릴 설폰, 불소계 플라스틱.

b. 다양한 플라스틱의 유동성은 다양한 성형 요인으로 인해 변화하며, 이는 다음과 같은 주요 요인에 영향을 미칩니다.

1. 온도 재료 온도는 유동성을 증가시키지만 플라스틱에 따라 PS(특히 내충격성 및 MFR 값이 더 높음), PP, PE, PMMA, 변성 폴리스티렌(ABS, AS 등), PC, CA 및 기타 플라스틱 유동성도 온도 변화에 따라 달라집니다. PE와 POM의 경우 온도 상승 또는 하락이 유동성에 미치는 영향이 적습니다. 따라서 전자는 성형 시 온도를 조절하여 유동성을 제어해야 합니다.

2. 압력 사출 압력이 증가하면 용융 된 재료가 전단되고 유동성도 증가하며 특히 PE, POM이 더 민감하므로 성형시 유동성을 제어하기 위해 사출 압력을 조정하는 것이 적절합니다.

3. 금형 구조 주입 시스템 형태, 크기, 레이아웃, 냉각 시스템 설계, 용융 재료 유동 저항(표면 마감, 채널 단면 두께, 캐비티 모양, 배기 시스템 등) 및 기타 요인은 캐비티 내 용융 재료의 실제 유동성에 직접적인 영향을 미치며, 온도를 낮추고 유동성을 높이기 위해 용융 재료가 유동 저항이 감소합니다.

금형 설계는 사용되는 플라스틱의 유동성을 기반으로 하고 합리적인 구조를 선택해야 합니다. 성형 시 재료 온도, 금형 온도 및 사출 압력, 사출 속도 및 기타 요소를 제어하여 성형 요구 사항을 충족하도록 충전 상황을 적절히 조정할 수도 있습니다.

플라스틱 소재의 결정성

열가소성 플라스틱은 응축 시 결정화 현상 발생 여부에 따라 결정성 플라스틱과 비결정성(비정질이라고도 함) 플라스틱의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

소위 결정화 현상은 용융 상태에서 응축으로, 완전히 질서가 없는 상태에서 독립적으로 움직이던 분자가 약간 고정된 위치에 따라 자유로운 움직임을 멈추고 분자 배열을 규칙적인 현상의 모델로 만드는 경향을 말합니다.

벽이 두꺼운 플라스틱 부품의 투명도에 따라 이 두 가지 플라스틱의 외관을 구분하는 기준으로 일반적으로 결정질 소재는 불투명 또는 반투명(예: POM 등), 비정질 소재는 투명(예: PMMA 등)입니다.

그러나 폴리(4)메틸갈룰린은 결정성 플라스틱이지만 투명도가 높고, ABS는 비정질 소재이지만 투명하지 않은 등 예외가 있습니다.

금형 설계 및 선택에서 사출 성형 기계의 경우 결정성 플라스틱에 대한 다음 요구 사항과 고려 사항에 유의해야 합니다.

1. 재료 온도를 성형 온도까지 올리려면 더 많은 열이 필요하므로 가소화 용량이 큰 장비를 사용하세요.

2. 냉각 및 템퍼링 중에 방출되는 열이 크므로 완전히 식혀야 합니다.

3. 용융 상태와 고체 상태의 비중 차이가 크고, 성형 수축이 크고, 수축, 다공성이 발생하기 쉽습니다.

4. 빠른 냉각, 낮은 결정도, 작은 수축 및 높은 투명성. 결정도는 플라스틱 부품의 벽 두께와 관련이 있으며, 벽 두께는 느린 냉각, 높은 결정도, 높은 수축 및 우수한 물리적 특성과 관련이 있습니다. 따라서 금형 온도를 제어하려면 결정질 재료가 필요합니다.

5. 상당한 이방성 및 높은 내부 응력. 비결정화된 분자는 탈형 후에도 계속 결정화되는 경향이 있으며 에너지 불균형 상태에 있어 변형 및 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다.

6. 결정화 온도 범위가 좁고 녹지 않은 재료를 쉽게 주입 할 수 있습니다. 사출 금형 또는 입구를 차단합니다.

열에 민감한 플라스틱 및 가수분해가 쉬운 플라스틱

a. 열에 민감한 플라스틱은 열에 더 민감하거나 고온에서 장시간 가열하거나 공급 포트 단면적이 너무 작고 전단 효과가 크며 재료 온도가 변색, 분해, 분해 경향에 취약한 일부 플라스틱을 말하며 이러한 플라스틱의 특성을 열에 민감한 플라스틱이라고합니다. 경질 PVC, 폴리염화비닐, 비닐 아세테이트 공중합체, POM, 삼불화 폴리비닐 등이 이에 해당합니다.

열에 민감한 플라스틱은 분해 과정에서 단량체, 가스, 고체 및 기타 부산물, 특히 인체, 장비 및 곰팡이에 자극성, 부식성 또는 독성이 있는 일부 분해 가스를 생성합니다.

따라서 금형 설계, 선택 사출 성형 기계 및 성형은주의를 기울여야하며, 스크류 성형 사출 성형기를 사용해야하며, 주입 시스템 단면이 커야하며, 금형 및 배럴은 크롬 도금되어야하며 * 코너 정체 물질이 없어야하며 성형 온도를 엄격히 제어해야하며, 플라스틱은 열에 민감한 성능을 약화시키기 위해 안정제를 첨가해야합니다.

b. 일부 플라스틱(예: PC)은 소량의 물이 포함되어 있어도 고온과 고압에서 분해되며, 이러한 특성을 쉬운 가수분해라고 하며 미리 가열하고 건조시켜야 합니다.

응력 균열 및 용융 파열

a. 일부 플라스틱은 응력에 민감하고 내부 응력이 발생하기 쉽고 부서지기 쉬우며 균열이 발생하기 쉬운 플라스틱 부품은 외부 힘의 작용이나 용매의 역할에 따라 균열 현상이 발생합니다.

이러한 이유로 내균열성을 향상시키기 위해 원료에 첨가제를 첨가하는 것 외에도 원료는 내부 응력을 줄이고 내균열성을 높이기 위해 건조하고 합리적인 성형 조건 선택에주의를 기울여야합니다. 그리고 플라스틱 부품의 합리적인 모양을 선택하고 응력 집중을 최소화하기 위해 인서트 및 기타 조치를 설정해서는 안됩니다.

금형 설계는 금형 이형의 경사를 높이고 합리적인 공급 포트 및 이젝터 메커니즘을 선택해야하며 성형은 재료 온도, 금형 온도, 사출 압력 및 냉각 시간을 조정하기에 적절해야하며 금형 이형시 플라스틱 부품이 너무 차갑고 부서지기 쉬운 것을 피해야합니다, 몰딩 플라스틱 부품 도 균열 방지, 내부 응력 제거, 용제와의 접촉 금지를 위해 후처리를 해야 합니다.

b. 폴리머의 특정 용융 유량이 특정 값을 초과하면 노즐 구멍을 통해 일정한 온도에서 용융 표면이 용융 파열이라고하는 측면 균열, 플라스틱 부품의 외관 및 물리적 특성이 발생합니다. 따라서 폴리머 등의 높은 용융 유속을 선택할 때 노즐, 스프 루, 입구 단면을 늘리고 사출 속도를 줄이며 재료 온도를 높여야합니다.

열 성능 및 냉각 속도

a. 플라스틱은 비열, 열전도율, 열변형 온도 등 다양한 열적 특성을 가지고 있습니다. 비열이 높으면 가소화할 때 많은 열이 필요하므로 사출 성형 가소화 용량이 큰 기계입니다.

열 변형 온도가 높은 플라스틱의 냉각 시간이 짧아 금형을 조기에 방출할 수 있지만 금형 방출 후 냉각 변형을 방지해야 합니다.

열전도율이 낮은 플라스틱의 냉각 속도가 느리기 때문에(이온성 폴리머 등 냉각 속도가 매우 느림) 완전히 냉각해야 하며, 금형의 냉각 효과를 강화해야 합니다.

핫스프루 몰드는 비열이 낮고 열전도율이 높은 플라스틱에 적합합니다. 비열이 높고 열전도율이 낮으며 열변형 온도가 낮고 냉각 속도가 느린 플라스틱은 고속 성형에 적합하지 않으므로 적절한 사출 성형 기계를 사용해야 하며 금형 냉각을 강화해야 합니다.

b. 다양한 유형의 플라스틱의 특성과 플라스틱 부품의 모양에 따라 적절한 냉각 속도를 유지해야 합니다. 따라서 금형은 특정 금형 온도를 유지하기 위해 성형 요구 사항에 따라 가열 및 냉각 시스템으로 설정해야합니다.

재료 온도로 인해 금형 온도가 상승하면 이형 후 플라스틱 부품의 변형을 방지하고 사출 성형주기를 단축하며 결정성을 줄이기 위해 냉각해야 합니다.

플라스틱의 잔열이 금형을 특정 온도로 유지하기에 충분하지 않은 경우 금형에 가열 시스템을 장착하여 냉각 속도를 제어하고 유동성을 보장하며 충전 조건을 개선하거나 플라스틱 부품을 제어하여 천천히 냉각되도록하여 두꺼운 벽의 플라스틱 부품 내부와 외부의 고르지 않은 냉각을 방지하고 결정 성 등을 개선하는 등 금형을 특정 온도로 유지해야합니다.

우수한 유동성, 넓은 성형 면적 및 고르지 않은 재료 온도를 위해 플라스틱 부품의 성형 상황에 따라 가열 또는 냉각 또는 부분 가열 및 냉각을 번갈아 사용해야 하는 경우가 있습니다. 이러한 이유로 금형에는 해당 냉각 또는 가열 시스템이 장착되어 있어야 합니다.

수분 흡수

플라스틱에는 다양한 첨가제가 있어 물과의 친화력이 다르기 때문에 플라스틱은 크게 흡습성, 수분 접착성, 비흡착성으로 나눌 수 있으며 물에 잘 달라붙지 않습니다.

흡습성이 강한 일반적인 플라스틱은 PMMA, PA, PC, ABS 등입니다. 그리고 수분 흡수가 약한 플라스틱은 PE, PP, PS, 불소 플라스틱 등입니다.

재료의 수분 함량은 허용 범위 내에서 제어되어야 하며, 그렇지 않으면 고온 및 고압에서 물이 기체가 되거나 가수분해되어 플라스틱 수지의 기포, 유동성 저하, 외관 및 기계적 특성이 나빠집니다.

따라서 습기를 흡수하는 플라스틱은 사용 시 습기의 재흡수를 방지하기 위해 적절한 가열 방법 및 사양의 요구 사항에 따라 예열해야 합니다.

결론

사출 성형 공정에는 사출 성형기 장비, 사출 성형 제품의 설계, 사출 금형의 설계 및 생산, 사출 성형 재료 관련 정보, 사출 성형 재료의 디버깅이 포함됩니다. 사출 성형 생산 프로세스 등 최종 결과물의 품질을 높이려면 각 링크를 철저히 고려해야 합니다.