서문

사출 성형의 주요 파라미터로는 건조 온도 및 시간, 사출량, 계량 스트로크(플라스틱 전 스트로크), 잔류 재료, 지연 방지, 스크류 속도, 배압, 사출 속도, 사출 속도 및 압력, 유지 압력 및 시간, 배럴 온도, 금형 온도, 냉각 시간, 금형 개폐 속도 및 압력, 배출 속도, 가스 보조 송풍 압력 및 시간 등이 있습니다.

이 문서에서는 사출 성형 공정 파라미터를 자세히 설명하고 플라스틱 사출 성형 공정 파라미터에 대한 조정 방법을 제안합니다.

사출 성형 파라미터는 무엇입니까?

사출 성형 온도

사출 성형 압력에 있어 온도는 큰 문제입니다. 사출 성형기의 배럴에는 5~6개의 가열 섹션이 있으며 각 재료마다 고유한 가공 온도가 있습니다(구체적인 가공 온도는 재료 공급업체의 데이터를 참조하세요). 사출 성형 시에는 온도를 제어해야 합니다.

너무 낮으면 용융물이 잘 가소화되지 않아 부품이 엉망이 되고 성형이 어려워지며, 너무 높으면 원료가 분해됩니다. 실제로 사출 온도는 일반적으로 배럴 온도보다 높습니다. 더 높은 수치는 사출 속도와 재료의 특성에 따라 달라지며 30°C까지 올라갈 수 있습니다.

용융된 재료가 사출 게이트를 통과할 때 전단되어 엄청난 열이 발생하기 때문입니다. 금형 흐름 분석을 수행할 때 이 차이를 처리하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 용융된 재료가 공기 중에 있을 때 온도를 측정하는 것이고, 다른 하나는 모델에 노즐을 포함하는 것입니다.

배럴 온도

사출 성형 재료의 온도, 즉 용융 온도는 용융물의 흐름 특성에 중요한 역할을 합니다. 플라스틱은 특정 융점이 없기 때문에 소위 융점은 용융 상태의 온도 범위입니다. 플라스틱 분자 사슬의 구조와 구성이 다르기 때문에 유동성에 미치는 영향도 다릅니다.

온도는 PC, PPS 등과 같은 경질 분자 사슬에 더 분명한 영향을 미치는 반면 PA, PP, PE 등과 같은 연성 분자 사슬의 유동성은 온도에 따라 뚜렷하게 변하지 않습니다. 따라서 재료에 따라 적절한 사출 온도를 조정해야 합니다.

베이킹 온도 및 시간

대부분의 플라스틱은 흡습성이 있기 때문에 공기에 노출되면 소량의 수분을 흡수합니다. 플라스틱의 수분 함량이 일정 수준보다 높으면 은색 줄무늬, 기포, 부서지기 쉬운 균열, 기계적 특성 저하 및 기타 결함과 같은 사출 성형 품질 결함이 발생합니다. 따라서 플라스틱은 다음을 수행하기 전에 건조시켜야 합니다. 사출 성형.

대부분의 공급업체는 권장 베이킹 온도와 시간 값을 제공합니다. 그러나 건조 시간이 너무 길어지면 플라스틱의 가소성이 저하되어 재료가 부서지기 쉬우므로 너무 길어서는 안 됩니다.

PA, PBT, PET, PEI, PSU 등 수분 흡수성이 강한 일부 소재의 경우 제습 건조기를 사용하여 건조하는 것이 좋습니다. PP, PE, PVC, POM 등 흡습성이 낮은 일부 소재의 경우 개봉하지 않은 봉투에 밀봉하거나 건조한 환경에 보관한 경우 건조할 필요가 없습니다.

금형 온도

금형 온도. 일부 플라스틱 소재는 결정화 온도가 높고 결정화 속도가 느리기 때문에 더 높은 금형 온도가 필요합니다. 일부는 크기 제어 및 변형 또는 탈형 요구로 인해 더 높거나 낮은 온도가 필요합니다.

예를 들어, PC는 일반적으로 60도 이상이 필요하지만 PPS는 외관을 개선하고 유동성을 향상시키기 위해 160도 이상의 금형 온도가 필요한 경우도 있습니다. 따라서 금형 온도는 제품의 외관, 변형, 크기 및 플라스틱 금형을 개선하는 데 헤아릴 수 없는 영향을 미칩니다.

노즐 온도

노즐은 용융 흐름을 가속화하고 용융 온도를 유지하는 기능을 가지고 있습니다. 사출 성형 공정 중에 노즐은 금형과 직접 접촉하여 노즐 온도가 빠르게 떨어지고 용융 된 재료가 노즐에서 응축되어 노즐 구멍이나 금형의 주입 시스템을 막습니다.

또한 응축된 재료는 금형에 주입된 후 제품의 표면 품질과 성능에 영향을 미치므로 노즐 온도를 제어해야 합니다.

사출 압력

사출 압력은 사출 성형 시스템의 유압 시스템에 의해 제공됩니다. 유압 실린더의 압력은 사출 성형기의 나사를 통해 플라스틱 용융물에 전달됩니다.

압력을 받으면 플라스틱 용융물은 사출 성형기의 노즐을 통해 금형의 수직 흐름 채널 (일부 금형의 경우 주 흐름 채널), 주 흐름 채널, 금형의 분기 흐름 채널로 들어가 게이트를 통해 금형 캐비티로 들어갑니다.

이 공정은 사출 성형 공정 또는 충진 공정이며, 압력의 목적은 용융물의 흐름 저항을 극복하거나 반대로 흐름의 저항을 사출 성형기의 압력으로 극복하여 원활한 충진 공정을 보장하는 것입니다.

사출 성형 시에는 전체 공정에서 용융물의 흐름 저항을 극복해야 하므로 사출 성형기의 노즐 압력이 가장 높습니다. 그런 다음 용융물 파면의 앞쪽 끝까지 흐름 길이를 따라 압력이 서서히 감소합니다. 금형 캐비티 내부의 배기가 양호하면 용융물 앞쪽 끝의 최종 압력은 대기압이 됩니다.

용융 충전 압력에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있으며, 크게 세 가지로 요약할 수 있습니다: 플라스틱의 유형 및 점도와 같은 재료 요인; 게이팅 시스템의 유형, 수 및 위치, 금형의 캐비티 모양 및 제품 두께와 같은 구조적 요인; 성형의 공정 요소.

유지 압력

누름은 틀을 채운 후 틀 안에서 용융물을 뭉쳐서 작게 만드는 것을 말합니다. 이를 위해 사용하는 압력을 유지 압력이라고 합니다.

실제 생산에서 유지 압력은 사출 압력과 동일하게 설정할 수 있으며 일반적으로 사출 압력보다 약간 낮습니다. 유지 압력이 높으면 제품의 수축률이 감소하고 표면 마감과 밀도가 증가하며 용접 마크 강도가 증가하며 제품 크기가 안정적입니다.

단점은 이형 시 제품의 잔류 응력이 크고 오버플로우가 발생하기 쉽다는 것입니다.

프레스 홀딩 시간

유지 시간은 금형 캐비티에서 플라스틱을 압축하고 수축을 보정하는 시간으로 전체 사출 시간의 많은 부분을 차지합니다. 모양이 단순한 제품의 경우 홀딩 시간이 매우 짧을 수도 있습니다.

용융물이 얼기 전에 게이트에서 유지되는 시간은 파트의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 짧은 시간 동안 유지하면 파트의 밀도가 낮고 작아지며 싱크 자국이 생깁니다. 장시간 유지하면 부품에 내부 응력이 많이 발생하고 약해지며 금형에서 빠져나오기 어렵습니다.

또한 유지 시간은 재료의 온도, 금형의 온도, 주 흐름 채널의 크기 및 게이트의 크기와 관련이 있습니다. 공정 파라미터가 정상이고 게이팅 시스템이 합리적으로 설계된 경우, 최상의 유지 시간은 일반적으로 제품의 수축 변동 범위가 가장 작은 시간입니다.

플라스틱을 몰드에 얼마나 오래 고정할지 결정할 때 몇 가지 사항을 고려해야 합니다. 먼저 사용 중인 플라스틱의 종류와 플라스틱이 얼마나 잘 작동하는지 고려해야 합니다.

둘째, 무엇을 만들고 있는지, 금형은 어떤 상태인지 등 조건에 대해 생각해야 합니다. 셋째, 얼마나 뜨거운지, 압력이 얼마나 되는지, 플라스틱이 얼마나 빨리 들어가는지, 나사가 얼마나 빨리 돌아가는지 등 사출 공정에서 일어나는 다른 사항도 고려해야 합니다.

배압

배압은 스크류가 재료를 저장하기 위해 후진 및 후퇴할 때 극복해야 하는 압력을 말합니다. 배압이 높으면 색상 분산과 플라스틱 용융에는 좋지만 나사를 후퇴시키는 데 시간이 오래 걸리고 플라스틱 섬유의 길이가 짧아지며 압력이 증가합니다. 사출 성형 기계.

따라서 배압은 일반적으로 사출 압력의 20%를 초과하지 않는 낮은 압력이어야 합니다. 발포 플라스틱을 주입할 때는 배압이 가스에 의해 형성되는 압력보다 높아야 하며, 그렇지 않으면 나사가 배럴 밖으로 밀려납니다.

일부 사출 성형기는 용융 중 나사 길이의 감소를 보상하기 위해 배압을 프로그래밍하여 입력 열을 줄이고 온도를 낮출 수 있습니다. 그러나 이러한 변화의 결과를 예측하기 어렵기 때문에 기계에 상응하는 조정을 하기가 쉽지 않습니다.

계량 스트로크(프리플라스틱 스트로크)

각 사출 지시가 종료된 후 나사는 배럴의 앞쪽 끝에 있습니다. 사전 플라스틱 지침이 발행되면 나사가 회전하기 시작하고 재료가 나사 머리로 이송됩니다. 나사는 리미트 스위치에 닿을 때까지 고무 소재의 배압에 의해 후퇴합니다.

이를 계량 공정 또는 프리플라스틱 공정이라고 하며, 나사가 돌아가는 거리를 계량 스트로크 또는 프리플라스틱 스트로크라고 합니다. 따라서 스크류 헤드의 고무 재료의 부피는 스크류가 뒤로 이동하여 만드는 계량 부피이고, 계량 스트로크는 사출 스트로크입니다. 계량 스트로크가 얼마나 잘 반복되느냐에 따라 사출 부피가 얼마나 변동하는지에 영향을 미칩니다.

잔여 자료

나사 주입이 완료된 후 나사 헤드의 용융된 재료가 완전히 주입되지 않고 일부는 잔류 재료를 형성하기 위해 유지되어야 합니다.

이렇게하면 한편으로는 나사 헤드와 노즐이 닿아 기계적 충돌 사고가 발생하는 것을 방지하고 다른 한편으로는이 잔류 재료 패드를 사용하여 사출량의 반복성을 제어하여 사출 성형 제품의 품질을 안정화하는 목적을 달성 할 수 있습니다. 일반적으로 잔류 재료는 1.5 ~ 2.5mm 경보로 설정됩니다.

지연 방지(느슨한 후퇴)

지연 방지란 스크류 계량(사전 가소화)이 제자리에 있다가 일정 거리를 직선으로 후퇴하여 계량 챔버 내 용융물의 내부 압력이 감소하고 용융물이 노즐이나 틈새를 통해 계량 챔버 밖으로 흘러나오는 것을 방지하는 과정을 말합니다.

역류 방지의 또 다른 목적은 노즐 흐름 채널 시스템의 압력을 낮추고 내부 응력을 줄이며 금형을 열 때 재료 막대의 인출을 용이하게 하는 것입니다. 역류 방지 설정은 플라스틱의 점도와 제품 상태에 따라 달라집니다.

역류 방지 기능이 과도하면 계량 챔버의 용융물에 기포가 섞여 제품의 품질에 심각한 영향을 미칩니다. 점도가 높은 재료의 경우 역류 방지 기능이 필요하지 않습니다. 역류 방지 기능은 일반적으로 스크류 후퇴 스트로크의 1~2%로 설정됩니다.

주입 시간

여기서 언급된 사출 시간은 플라스틱 용융물이 캐비티를 채우는 데 필요한 시간을 의미하며, 금형 개폐와 같은 보조 시간은 제외됩니다.

사출 시간이 짧고 성형 사이클에 큰 영향을 미치지 않더라도 게이트, 러너 및 캐비티의 압력을 제어하려면 사출 시간을 조정하는 것이 중요합니다. 적절한 사출 시간은 용융물이 잘 채워지도록 도와주며, 이는 제품의 표면 품질을 개선하고 치수 공차를 줄이는 데 중요합니다.

사출 시간은 냉각 시간보다 훨씬 짧으며, 냉각 시간의 약 1/10~1/15 정도입니다. 이 규칙은 플라스틱 부품의 총 성형 시간을 예측하는 기준으로 사용할 수 있습니다.

금형 흐름 분석 시, 분석 결과의 사출 시간은 용융물이 스크류에 의해 완전히 밀려 캐비티가 채워질 때만 공정 조건에서 설정된 사출 시간과 동일하며, 캐비티가 채워지기 전에 스크류 압력 유지 스위치가 발생하면 분석 결과가 공정 조건의 설정보다 커집니다.

사출 속도

사출 속도는 배럴에서 용융물이 주입되는 속도(스크류 추진 속도라고도 함)를 의미합니다(mm/s). 사출 속도에 따라 제품의 모양, 크기, 수축, 흐름 분포 등이 결정됩니다.

일반적으로 먼저 느리게-빠른 다음 느리게, 즉 먼저 더 빠른 속도를 사용하여 용융물이 메인 채널, 분기 채널 및 게이트를 통과하여 균형 사출 목적을 달성 한 다음 전체 금형 캐비티를 빠르게 채운 다음 느린 속도를 사용하여 게이트가 얼 때까지 수축 및 역류로 인한 부족한 접착제를 보충하여 연소, 가스 자국 및 수축과 같은 품질 저하를 극복 할 수 있습니다.

나사 속도

스크류 속도는 스크류 내 운송 및 가소화 중 사출 성형 재료의 열 이력 및 전단 효과에 영향을 미치며 가소화 용량, 가소화 품질 및 성형주기와 같은 요소에 영향을 미치는 중요한 매개 변수입니다. 스크류 속도가 증가함에 따라 가소 화 용량, 용융 온도 및 용융 온도 균일 성이 향상됩니다.

나사 속도 설정은 나사 직경에 따라 결정됩니다. 각 플라스틱 소재에는 최대 O.D.(외경) 선형 속도 값이 있으며, 일반적으로 m/s로 표시됩니다. 스크류 속도로 변환하면 스크류 속도 범위는 일반적으로 30~120RPM입니다.

특정 최대 선형 속도는 아래 그림 31에 나와 있습니다. 다른 플라스틱 소재의 경우 소재 공급업체에서 사양 번호에 스크류 속도 설정 값을 권장합니다.

작은 나사의 경우 나사 홈 깊이가 상대적으로 얕기 때문에 고무가 열을 빠르게 흡수하여 압축 섹션의 고무를 부드럽게하기에 충분합니다. 또한 나사와 배럴 사이의 마찰열이 작기 때문에 더 빠른 속도를 사용할 수 있습니다. 반대로 큰 나사의 경우 고르지 않은 가소 화와 과도한 마찰 열을 피하기 위해 고속을 사용하기가 쉽지 않습니다.

열에 민감한 플라스틱(예: PVC, POM 등)의 경우 재료 분해를 방지하기 위해 낮은 나사 속도를 사용하고, 용융 점도가 높은 플라스틱(예: PC, PSF, PPO 등)의 경우에도 낮은 나사 속도를 사용하세요.

개폐 속도 및 압력

클램핑 속도는 일반적으로 열고 닫을 때 두 가지 속도로 설정해야 합니다. 먼저 금형을 빠르게 닫은 다음, 금형 손상을 방지하기 위해 앞뒤 금형이 닿기 전에 천천히 닫습니다.

잠금력 설정 포인트: 저압으로 앞뒤 몰드를 결합하여 저압으로부터 몰드를 보호한 다음 고압을 사용하여 몰드를 잠급니다.

배출 힘 및 속도

제품을 금형에서 꺼낼 때 제품과 금형 사이의 접착력을 극복하기 위해 약간의 외력을 사용해야 합니다. 이 외력을 토출력이라고 합니다. 토출력이 너무 작으면 제품을 금형에서 꺼낼 수 없고, 토출력이 너무 크면 제품이 변형되거나 심지어 손상될 수 있습니다.

또한 배출 속도와 거리도 배출에 영향을 미칩니다. 배출 속도가 빠르면 제품이 뒤틀리거나 파손되기 쉽고, 배출 거리가 짧으면 제품이 뒤틀리거나 파손되기 쉽습니다. 제품을 꺼내기가 쉽지 않습니다.

사출 성형 공정 파라미터 조정 방법

온도 제어

열전대는 온도 제어 시스템의 센서로도 널리 사용됩니다. 제어 기기에서 원하는 온도를 설정하면 센서 디스플레이가 설정 지점에서 생성된 온도와 비교됩니다.

이 열전대는 온도 제어 시스템의 센서로도 널리 사용됩니다. 제어 기기에서 필요한 온도를 설정하고 센서 디스플레이를 설정 포인트에서 생성된 온도와 비교합니다. 가장 간단한 시스템은 온도가 설정 포인트에 도달하면 전원이 꺼지고 온도가 떨어지면 전원이 다시 켜지는 방식입니다. 이 시스템은 켜지거나 꺼지기 때문에 온오프 제어라고 합니다.

온도

온도 측정 및 제어는 사출 성형에서 매우 중요합니다. 온도를 측정하는 것은 매우 쉽지만 대부분의 경우 사출 성형 기계에는 온도 샘플링 지점이나 라인이 충분하지 않습니다.

대부분의 사출 성형기는 열전대를 사용하여 온도를 감지합니다. 열전대는 한쪽 끝이 연결된 두 개의 서로 다른 전선입니다. 한쪽 끝이 다른 쪽 끝보다 더 뜨거우면 작은 전기 신호가 생성됩니다. 더 뜨거울수록 신호는 더 강해집니다.

용융 온도

용융 온도는 매우 중요하며, 사용되는 사출 실린더의 온도는 가이드일 뿐입니다. 용융 온도는 노즐에서 측정하거나 공기 주입 방법을 사용하여 측정할 수 있습니다. 사출 실린더의 온도 설정은 용융 온도, 스크류 속도, 배압, 사출 크기 및 사출 주기에 따라 달라집니다.  

특정 플라스틱에 어떤 온도를 사용해야 할지 모르겠다면 가장 낮은 설정부터 시작하세요. 샷 실린더는 구역으로 나뉘어 있지만 모두 같은 온도로 설정되어 있지는 않습니다.

작동 시간이 길거나 온도가 높은 경우 첫 번째 구역의 온도를 더 낮은 값으로 설정하세요. 이렇게 하면 플라스틱이 녹아서 조기에 전환되는 것을 방지할 수 있습니다. 사출을 시작하기 전에 유압 오일, 호퍼 클로저, 금형 및 샷 실린더가 올바른 온도에 있는지 확인합니다.

사출 압력

플라스틱을 흐르게 하는 압력으로 노즐 또는 유압 라인의 센서로 측정할 수 있습니다. 고정된 값은 없지만 금형을 채우기가 어려울수록 사출 압력이 높아집니다. 사출 라인 압력과 사출 압력 사이에는 직접적인 관계가 있습니다.

몰드를 채울 때 원하는 사출 속도를 유지하기 위해 고압을 사용해야 할 수도 있습니다. 몰드가 가득 찬 후에는 고압이 필요하지 않습니다. 그러나 때로는 특정 반결정성 열가소성 플라스틱(예: PA 및 POM)을 사출할 때 압력을 변경하면 구조가 엉망이 될 수 있으므로 패킹 압력을 사용할 필요가 없습니다.

클램핑 압력

사출 압력을 상쇄하려면 클램핑 압력을 사용해야 합니다. 사용 가능한 최대값을 자동으로 선택하지 말고 투영 면적을 고려하여 적절한 값을 계산하세요. 사출 성형된 부품의 투영 면적은 클램핑 력의 방향에서 보이는 가장 큰 면적입니다.

대부분의 사출 성형 상황에서는 평방인치당 약 2톤 또는 평방미터당 31메가뉴턴이지만 이는 대략적인 경험 법칙일 뿐이며, 사출 성형 부품의 깊이가 어느 정도 되면 측벽을 고려해야 하므로 매우 개략적인 경험 법칙으로 사용해야 합니다.

배압

이 압력은 스크류가 후퇴하기 전에 생성되어 초과해야 하는 압력입니다. 높은 배압은 균일한 색상 분포와 플라스틱 용융에 도움이 되지만 중간 스크류의 복귀 시간을 연장하고 충전된 플라스틱에 포함된 섬유의 길이를 줄이며 사출 성형기의 응력을 증가시킵니다.

따라서 배압이 낮을수록 좋습니다. 어떤 경우에도 사출 성형기의 사출 압력(최대 정격)인 20%를 초과할 수 없습니다.

사출 속도

이것은 나사를 펀치처럼 사용할 때 금형이 얼마나 빨리 채워지는지에 관한 것입니다. 벽이 얇은 제품을 촬영할 때는 플라스틱이 딱딱해지기 전에 금형이 채워져 표면이 매끄러워지도록 빠르게 촬영해야 합니다.

플라스틱이 튀거나 공기가 갇히는 등의 문제를 방지하기 위해 금형을 채울 때 다양한 사출 속도를 사용합니다. 오픈 루프 또는 클로즈드 루프 제어 시스템을 사용하여 플라스틱을 금형에 주입할 수 있습니다.

노즐 압력

노즐 압력은 노즐 내부의 압력입니다. 용융된 플라스틱을 만드는 압력입니다. 고정된 값이 있는 것이 아니라 금형 충진 난이도가 높아질수록 증가합니다. 노즐 압력, 라인 압력 및 사출 압력 사이에는 직접적인 관계가 있습니다.

스크류 사출 성형기의 경우 노즐 압력은 사출 압력보다 약 10% 낮습니다. 피스톤 사출 성형기의 경우 압력 손실은 약 10%에 달할 수 있습니다. 피스톤 사출 성형기의 경우 압력 손실은 50%에 달할 수 있습니다.

결론

사출 성형은 매우 일반적인 공정 방법이며 공정 파라미터 설정은 제품의 성능과 품질에 매우 중요합니다.

에서 사출 성형 공정에서 온도, 압력 및 속도와 같은 매개 변수를 합리적으로 설정하면 제품의 물리적 특성, 크기, 외관 및 표면 품질을 효과적으로 개선 할 수 있으므로 실제 생활에서 제품을 개선하기 위해 제품을 약간 변경해야합니다.