이 글에서는 속도에 영향을 미치는 요인에 대해 다룹니다. 또한 다양한 사출 속도의 장단점에 대해서도 설명합니다. 제품 유형에 따라 사출 속도는 큰 차이를 만들 수 있습니다.
사출 속도가 접착력에 미치는 영향
사출 속도는 두 재료 사이의 방향과 접착 정도에 영향을 미칩니다. 또한 수축 정도와 복합 재료의 강도도 결정합니다.
사출 속도가 높을수록 전단 가열이 증가하고 압력 지연 시간이 짧아집니다. 또한 사출 속도가 빠를수록 분자 배향이 높아져 결합에 방해가 됩니다.
초기 단계의 사출 성형 공정에서 나타나는 접착 현상은 흡착 및 확산 이론과 롤 표면의 반데르발스 힘으로 설명할 수 있습니다.
그러나 이러한 공정을 제대로 관찰하기 위해서는 재료의 물리적 특성에 대한 철저한 연구가 필요합니다. 또한 공정을 최적화하려면 물질의 접착 특성에 대한 완전한 이해가 필요합니다.
사출 속도와 배럴 온도는 계면 접착력에 큰 영향을 미칩니다. 원본 필름은 13N의 하중과 120-150mm의 연신율로 테스트되었습니다.
결과 하중-변위 곡선은 그림 9에 나와 있습니다. 각 곡선은 서로 다른 고장 모드를 나타냅니다. 유형 1에서는 필름이 기판에 접착되지 않아 박리가 발생합니다.
사출 속도가 방향에 미치는 영향
사출 속도는 복합 재료의 분자 방향에 중요한 역할을 합니다. 또한 복합 재료의 강도, 접착력, 부품의 수축에도 영향을 미칩니다.
사출 속도가 빠를수록 온도가 높아지고 압력 지연 시간이 짧아지며 복합 재료가 더 강해집니다. 또한 사출 속도가 빠르면 응력 피크와 노치 형성의 가능성이 줄어듭니다.
사출 성형 공정 중 소재는 의가소성 층류 프로파일을 보입니다. 그 결과 금형 충전 단계에서 사슬은 늘어나지만 중심부에서는 코일 형태를 유지합니다. 이러한 배향은 공정 전체에서 계속됩니다.
원하는 방향을 얻기 위해 사출 속도를 높이거나 낮출 수 있습니다. 고분자량 폴리머와 섬유 강화 폴리머는 특히 방향성 문제에 취약합니다.
사출 속도도 코어 영역의 두께에 영향을 미칩니다. 사출 속도가 높을수록 저속 사출보다 코어 층이 더 두꺼워집니다(37%). 반면 저속 사출 속도는 코어 층이 얇아지고(21%) 전단 속도도 낮아집니다.
많은 연구자가 사출 성형된 SFRP 부품의 섬유 배향 분포를 조사했습니다. 일부 연구자는 신뢰할 수 있는 실험 결과를 바탕으로 SFRP 부품의 배향 분포를 예측하는 수치 해석법을 개발했습니다. 이는 부품 설계 단계에서 유용할 수 있습니다.
사출 속도가 수축에 미치는 영향
수축이 우려되는 사출 성형 공정에서는 사출 속도와 수축의 관계를 이해해야 합니다. 사출 속도와 용융 온도가 낮고 사출 시간이 길수록 부품이 수축할 가능성이 커집니다. 수축이 문제라면 사출 압력을 높이거나 사출 시간을 늘려야 할 수 있습니다.
성형 후 수축과 뒤틀림 사이의 SN 비율은 이 두 요소가 상호 작용하는 방식을 측정하는 척도입니다. 두 요소 간의 SN 비율은 식 1을 사용하여 계산합니다. 평균 SN 비율의 응답 표는 최적의 공정 파라미터 조합을 결정하는 데 사용됩니다. 최적의 조합은 가장 높은 SN 비율을 나타내는 조합입니다.
또한 사출 속도도 코어 영역 두께에 영향을 미칩니다. 높은 사출 속도에서는 상대적인 코어 두께가 저속 사출보다 더 큽니다.
이는 코어 영역이 얇을수록 전단 속도가 더 높기 때문입니다. 결과적으로 속도 프로파일이 더 평평해지고 가소성이 더 커집니다. 즉, 캐비티가 작을수록 코어 영역이 더 얇아집니다.
수축 변화는 PP20 및 PP80 샘플 모두에서 대수적입니다. 이러한 추세선은 그림 2의 추세선 방정식으로 표현됩니다.
고분자 부품을 더 높은 금형 온도에서 가공할 때 1차 수축이 가장 크게 발생합니다. 이는 산업 현장에서 바람직하지 않지만 사출 성형 공정 매개변수를 조정하면 줄일 수 있습니다. 예를 들어 보압 단계를 연장하면 1차 수축을 줄일 수 있습니다.
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