서론: 게이트는 주입 시스템의 핵심 단면입니다. 스프루형 게이트를 제외하면 대부분의 에지 게이트는 주입 시스템에서 가장 작은 부분이며, 그 단면적은 일반적으로 러너 단면적의 3%~9%에 불과합니다.
뉴턴 소성 유동 법칙을 따르는 플라스틱 용융물은 점도가 전단 속도와 무관하므로, 게이트 단면적을 크게 하면 유동 저항이 줄고 용융물 유량이 증가하여 금형 충전과 사출 성형 품질에 더 유리합니다.
뉴턴 유동 법칙을 따르지 않는 대부분의 플라스틱 용융물의 경우, 게이트 단면적을 축소하는 것은 용융물의 전단율을 증가시켜 전단열로 인해 용융물의 겉보기 점도가 현저히 감소하게 하지만, 큰 단면적의 사출 성형 게이트보다 오히려 금형 충전에 더 유리할 수 있습니다.
소형 터널 게이트 사용 시 유량 저항 증가로 인한 압력 강하는 일정 범위 내에서 사출 압력을 높여 보정할 수 있습니다.
일반적으로 사출 성형에 소형 게이트를 사용할 경우 다음과 같은 장점이 있습니다.
1. 작은 게이트의 앞쪽과 뒤쪽 끝 사이의 큰 압력 차이는 용융물의 전단 속도를 효과적으로 증가시키고 더 큰 전단 열을 생성하여 용융물의 겉보기 점도를 감소시키고 유동성을 증가시켜 금형 충진에 도움이됩니다.
이러한 소형 게이트의 특징은 전단 속도에 민감한 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS) 등의 플라스틱뿐만 아니라 벽이 얇은 제품이나 미세한 패턴의 제품에 매우 유용합니다.
2. 사출 성형 공정에서 보압 및 수축 보상 단계는 일반적으로 용융물이 게이트에서 고화될 때까지 계속됩니다. 그렇지 않으면 사출 금형 캐비티 안의 용융물이 캐비티 밖으로 역류합니다.
게이트 크기가 클수록 유지 압력과 수축 시간이 길어져 고분자의 방향 및 흐름 변형이 증가하여 제품, 특히 게이트 근처에서 큰 수축 응력이 발생하고 결국 제품의 뒤틀림이 발생할 수 있습니다.
작은 게이트를 사용하면 사출 금형 시험 또는 금형 수리를 통해 게이트의 부피를 조정하여, 보압 과정 중 적절한 시기에 게이트의 용융물이 응고되도록 하여 수축 시간을 적절히 제어하고 위 현상을 방지할 수 있습니다.
3. 작은 게이트는 부피가 작고 응고가 빠르기 때문에, 게이트가 응고된 후 제품 내부가 완전히 경화되기를 기다리지 않고도 외부 경화층이 충분한 강도와 강성을 가지면 제품을 탈형할 수 있어, 사출 성형 주기를 단축하고 생산 효율을 높일 수 있습니다.
4. 캐비티가 여러 개인 비평형 주조 시스템에서 작은 게이트를 사용하면 플라스틱 용융물의 흐름에 대한 게이트의 저항이 매니폴드의 용융물보다 훨씬 높기 때문에 용융물이 매니폴드를 채우고 충분한 압력을 쌓은 후 거의 동시에 각 캐비티에 공급 및 충진할 수 있습니다.
따라서 여러 캐비티의 작은 엣지 게이트는 각 캐비티의 이송 속도 균형을 맞추고 주입 시스템의 균형에 기여할 수 있습니다.
5. 대형 게이트를 사용하여 사출 성형 제품을 제작할 경우, 높은 표면 품질이 요구되면 적절한 도구나 사출 성형 공작기계를 사용하여 제품을 후가공하여 게이트 자국을 제거해야 하며, 특히 게이트가 너무 클 때는 게이트 응축물을 톱질이나 절단으로 제거해야 합니다. 그러나 작은 게이트를 사용하면 이러한 번거로움을 피할 수 있습니다.
예를 들어, 작은 게이트는 탈형 시 수동으로 빠르게 제거하거나 특수 사출 금형 구조를 통해 자동으로 제거할 수 있습니다. 또한, 작은 게이트 제거 후의 자국이 작아 일반적으로 림밍이나 연마 작업이 필요 없거나 아주 적게만 필요합니다.
결론
따라서 소형 게이트를 사용하면 주조 시스템의 응축수를 제품에서 쉽게 분리할 수 있을 뿐만 아니라 제품 트리밍도 용이합니다.
그러나 위와 같은 장점에도 불구하고 소형 게이트는 유동 저항을 크게 높여 사출 금형 충전 시간을 늘릴 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
따라서 용융 플라스틱 용융물의 겉보기 점도에 대한 일부 높은 점도 또는 전단 속도(예: 폴리카보네이트 및 폴리설폰 등)는 소형 게이트 몰딩을 사용하기에 적합하지 않습니다.
또한 대형 제품을 사출 성형할 때는 게이트 단면적도 그에 맞게 확대해야 합니다. 용융물의 유동성을 높이기 위해 게이트 단면 높이를 제품 최대 두께에 가깝게 늘려야 하는 경우도 있습니다.
위의 경우 외에도 벽 두께와 수축률이 큰 제품의 경우 일반적으로 충분한 수축 시간이 필요하므로 이 경우 게이트 설계 단면을 너무 작게 설계해서는 안됩니다.
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