플라스틱 입자를 플라스틱 제품으로 변형하는 성형 공정에서 플라스틱은 종종 고온과 고압에 노출되고 높은 전단 속도로 흐릅니다.
성형 조건과 공정이 다르면 제품 품질에 미치는 영향도 달라집니다. 사출 성형은 플라스틱 원료, 사출 성형기, 사출 금형, 플라스틱 사출 성형 공정이라는 네 가지 요소로 구성됩니다.
플라스틱 원료가 올바르게 선택되고, 사출 성형기의 기술 공정 매개변수와 금형 구조가 사출 성형 조건의 요구 사항에 부합한다면, 가공된 제품의 품질은 사출 성형 공정과 직접적으로 관련이 있습니다.
제품의 품질은 내부 재료 품질과 외관 품질이 있으며 내부 재료 품질은 주로 기계적 강도이며 내부 응력의 크기는 제품의 기계적 강도에 직접적인 영향을 미치며 내부 응력의 주된 이유는 제품의 결정 성 및 플라스틱 성형에서 분자의 배향 등입니다.
제품의 외관 품질은 제품의 표면 품질이지만 내부 응력으로 인한 뒤틀림과 변형도 외관 품질 문제에 영향을 미칩니다.
제품의 외관 품질 결함에는 미성형, 함몰, 웰드 라인, 플래시, 기포, 실버 스트릭, 흑점, 변형, 균열, 박리, 변색 등이 있으며, 모두 사출 성형 온도, 압력, 유동 시간 및 위치와 관련됩니다.
성형 온도
배럴 온도, 가소화 온도, 노즐 온도, 금형 온도, 플라스틱 건조 온도 등을 측정합니다.
배럴 온도: 플라스틱의 용융 온도입니다. 배럴 온도를 너무 높게 설정하면 용융 후 플라스틱의 점도가 낮아지고, 동일한 사출 압력과 유량에서 사출 속도가 빨라져 성형품에 플래시, 실버 스트릭, 변색 및 취성이 발생하기 쉽습니다.
배럴 온도가 너무 낮으면 플라스틱이 제대로 가소 화되지 않고 점도가 높고 동일한 사출 압력과 유량에서 사출 속도가 느려지고 성형품이 쉽게 부족하여 제품에 명백한 용융 자국, 불안정한 크기 및 차가운 덩어리가 생깁니다.
노즐 온도: 노즐 온도를 높게 설정하면 노즐에서 수지가 흘러내려 제품에 콜드 슬러그 자국이 생깁니다. 노즐 온도가 낮으면 금형의 주입 시스템이 막힙니다. 이때 플라스틱을 주입하려면 사출 압력을 높여야 하지만, 순간적으로 성형된 제품에 콜드 슬러그가 생깁니다.
금형 온도: 금형 온도가 높으면 사출 압력과 유량을 낮게 설정할 수 있지만, 동일한 압력과 유량에서는 제품에 플래시, 휨 및 변형이 발생하기 쉽고 제품이 금형에 달라붙어 취출하기 어렵습니다. 금형 온도가 낮으면 동일한 사출 압력과 유량에서 미성형, 기포, 웰드 라인 등이 발생합니다.
플라스틱 건조 온도: 플라스틱마다 건조 온도가 다릅니다. ABS 플라스틱은 일반적으로 건조 온도를 80~90℃로 설정합니다. 그렇지 않으면 수분과 잔류 용제가 충분히 건조·증발하지 않아 제품에 실버 스트릭과 기포가 생기기 쉽고 제품 강도도 저하됩니다.
성형 공정 압력
사출 압력, 클램핑 압력, 유지 압력, 금형 지지대 및 중성자 압력, 사출 테이블 압력 등 성형 전 배압이 있습니다.프리몰딩 배압: 높은 배압 저장 밀도, 동일한 저장 용량에 더 많은 저장. 낮은 배압 저장 밀도는 저장되는 재료의 양이 적습니다.
보관 위치를 설정 한 후 배압을 더 크게 조정 한 다음 보관 위치를 재설정하는 데주의해야합니다. 그렇지 않으면 제품이 가장자리로 날아가거나 불충분하기 쉽습니다.
사출 압력: 플라스틱 종류마다 용융 점도가 다르며, 비결정성 플라스틱의 점도는 가소화 온도 변화에 따라 크게 달라집니다.
사출 압력은 플라스틱의 용융 점도와 플라스틱 공정 비율에 따라 설정됩니다. 사출 압력이 너무 낮게 설정되면 제품이 충분히 사출되지 않으며, 함몰, 용접선, 그리고 치수 불안정성이 발생합니다. 사출 압력이 너무 높으면 제품에 플래시, 변색, 그리고 사출 금형에서의 이형이 어려워집니다.
형체 압력: 금형 캐비티의 투영 면적과 사출 압력의 높고 낮음에 따라 설정합니다.
클램핑 압력이 충분하지 않으면 제품이 쉽게 날아가고 무게가 증가합니다. 클램핑 력이 너무 크면 금형을 열기 어렵습니다. 일반적인 클램핑 압력은 120파/cm2 이하로 설정합니다.
보압: 사출이 완료된 뒤에도 스크루에 계속 압력을 가하는 것을 보압이라고 하며, 이때 캐비티 안의 제품은 아직 고화되지 않았습니다. 보압을 통해 캐비티를 계속 충전하여 제품이 완전히 채워지도록 할 수 있습니다.
압력이 너무 높게 설정되면 금형과 코어에 저항을 가져오고 제품이 쉽게 흰색으로 덮여 뒤틀리고 금형 러너 게이트가 플라스틱에 의해 쉽게 확장되고 러너에서 게이트가 파손됩니다. 압력이 너무 낮고 제품에 움푹 들어간 부분이 있고 크기가 불안정합니다.
금형과 중성자의 압력을 설정하는 원리는 금형 캐비티의 크기와 삽입된 코어의 코어 투영 영역의 크기, 성형 제품의 형상의 복잡성에 따라 결정됩니다. 일반적으로 다이와 중성자 실린더의 압력은 제품을 밀어낼 수 있는 수준으로 설정해야 합니다.
유량
사출 성형기 속도와 관련하여 스크류 속도, 사출 속도, 트레이 몰드 및 중성자 속도 등이 있습니다.스크루 회전 속도: 예비 가소화 유량 조정 외에도 주로 예비 가소화 배압의 영향을 받습니다.
스크류 회전, 배럴 전단력의 플라스틱, 플라스틱 분자 구조가 절단하기 쉽고 제품에 검은 반점과 검은 줄무늬가있어 제품 품질과 강도의 외관에 영향을 미치고 배럴 가열 온도를 제어하기가 쉽지 않습니다.
사전 성형 유속이 너무 낮게 설정되어 사전 성형 보관 시간이 길어져 성형 주기에 영향을 미칩니다.
사출 속도: 사출 속도는 합리적으로 설정해야 하며, 그렇지 않으면 제품 품질에 영향을 줍니다. 사출 속도가 너무 빠르면 제품에 기포, 탄 자국 및 변색이 생깁니다. 너무 느리면 제품이 충분히 성형되지 않고 웰드 라인 등이 발생합니다.
금형 지지대 및 코어 풀 유량: 너무 크게 설정해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 이젝션과 코어 인출 동작이 너무 빨라져 동작이 불안정해지고 제품에 백화가 발생하기 쉽습니다.
시간 설정
사출 성형 공정에는 건조 시간, 사출 및 유지 시간, 냉각 시간 등이 있습니다.건조 시간: 플라스틱 원료를 건조하는 시간으로, 플라스틱 종류마다 최적의 건조 온도와 시간이 있습니다. ABS 플라스틱은 80～90℃에서 2시간 건조합니다. 일반적으로 ABS 플라스틱은 24시간 동안 0.2～0.4%의 수분을 흡수하며, 사출 성형 가능한 수분 함량은 0.1～0.2%입니다.
사출 및 유지 시간: 컴퓨터 사출기 제어 방식은 압력과 속도를 조절하고 사출되는 플라스틱의 양을 조절할 수 있는 다단계 사출을 갖추고 있습니다.
따라서 금형 캐비티에 주입되는 플라스틱 속도가 일정한 속도를 달성하고 성형 제품의 외관과 내부 재료의 품질을 향상시킵니다.
따라서 사출 성형 공정은 일반적으로 시간 제어가 아닌 위치 제어를 사용하며, 압력은 시간으로 제어됩니다. 예를 들어, 보압 시간이 길면 제품의 밀도와 무게가 증가하고, 내부 응력이 커져 이형이 어려우며, 상단 백화 현상이 쉽게 발생하고, 성형 주기 시간이 연장됩니다. 보압 시간이 너무 짧으면 제품에 함몰이 쉽게 생기고, 치수가 불안정해집니다.
냉각 시간: 제품 형상의 안정성을 확보하기 위해 캐비티에 주입된 플라스틱이 제품으로 성형된 후 충분히 냉각·고화되는 시간입니다. 이 시간이 부족하면 금형을 열 때 제품이 쉽게 휘거나 변형되고 백화가 발생합니다. 냉각 시간이 너무 길면 성형 주기가 늘어나 경제적이지 않습니다.
위치 제어
일부 사출 성형기에는 금형 이송 위치, 금형 트레이 위치, 재료 보관 및 사출 위치 제어 기능이 있습니다.금형 이동 위치: 금형 개방부터 폐쇄 및 잠금까지의 전체 이동 거리를 금형 이동 위치라고 합니다. 제품을 원활하게 꺼낼 수 있는 위치가 가장 적합합니다. 금형 개방 거리가 너무 크면 성형 주기가 길어집니다.
금형 지지 위치: 금형에서 제품이 밀려 나오는 위치를 제품을 편리하게 꺼낼 수 있도록 제어하면 됩니다.
계량 위치: 먼저 제품 성형에 필요한 1회 사출량을 확보하고, 다음으로 배럴에 저장되는 재료량을 제어해야 합니다. 계량 위치에 따른 1회 사출량이 너무 많으면 제품에 플래시가 생기기 쉽고, 반대로 너무 적으면 제품이 충분히 성형되지 않습니다.
배럴에 재고가 너무 많으면 플라스틱이 배럴에 오랫동안 남아 있고 제품이 색상을 잃기 쉬우 며 성형 제품의 강도에 영향을 미칩니다. 반대로 플라스틱의 가소 화 품질에 영향을 미치고 압력을 유지할 때 금형에 재료가 추가되지 않으며 제품이 움푹 들어간 상태로 언더 성형됩니다.
결론
제품 중 사출 성형품의 품질에는 제품 설계, 플라스틱 소재, 금형 설계, 가공 품질, 사출 성형기 선정 및 공정 조정 등이 관여합니다.
일반 생산 금형의 경우 제품의 품질을 보장하고 개선하는 유일한 방법은 사출 공정을 조정하는 것, 즉 온도, 압력, 유량, 시간 및 위치를 조정하는 것입니다. 공정 조정은 포괄적이고 통합적으로 이루어져야 합니다.
제품의 크기가 많이 변하는 경우 플라스틱 원료가 결정성 플라스틱인지 비결정성 플라스틱인지, 플라스틱 분자량의 크기 등을 고려할 수 있습니다.
결정성 플라스틱과 고분자 플라스틱은 제품의 결정성과 분자 배향을 고려하여 성형 흐름에 따른 제품의 모양이 변화하고 제품 내부 응력 변화와 크기가 발생하여 제품 수축이 변경됩니다.
제품 치수의 작은 변동 문제를 해결하려면 재료 온도를 높이고, 금형 온도를 낮추며, 사출량을 제어하고, 사출 압력을 낮추고, 사출 속도를 높여 캐비티를 순간적으로 충전할 수 있습니다. 또한 제품이 완전히 충전되는 조건에서 보압 시간을 줄이고 냉각 시간을 늘려 사출 성형품의 밀도와 내부 응력을 낮추면 제품 수축의 변동을 줄일 수 있습니다.
요컨대, 사출 공정 조정은 한 지점에서 할 수 있는 것이 아니라 사출 공정의 원리입니다. 문제를 종합적이고 균형 있게 고려하여 다양한 측면에서 하나씩 또는 여러 가지 문제를 한 번에 조정하여 조정할 수 있습니다.
다만 조정 방법과 원칙은 당시 생산된 제품의 품질과 사출 성형 공정 조건을 바탕으로 결정해야 합니다.
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