사출 온도와 속도가 제품 수축에 미치는 영향

제조 프로세스
• 2005년부터 플라스틱 사출 금형 제조
• 금형 및 성형 솔루션을 비교하는 구매자를 위해 ZetarMold 엔지니어가 제작했습니다.

  • Mike Tang
  • 2022년 9월 14일
  • 오전 11:00

Updated

사출 온도와 속도는 제품의 수축에 중요한 영향을 미칩니다. 사출 온도가 너무 낮으면 제품의 수축이 너무 높아집니다. 사출 온도가 너무 높으면 제품의 수축이 너무 낮아집니다. 

사출 속도도 마찬가지입니다. 사출 속도가 너무 낮으면 제품의 수축이 너무 높아집니다. 사출 속도가 너무 빠르면 제품의 수축이 너무 낮아집니다. 따라서 원하는 제품 수축을 달성하기 위해 사출 온도와 속도를 제어하는 것이 중요합니다.

사출 온도가 제품 수축에 미치는 영향

사출 온도는 제품 수축률에 큰 영향을 줍니다. 사출 온도가 높을수록 제품의 수축률은 낮아집니다. 

사출 온도가 제품 수축에 영향을 주는 이유는 온도에 따라 폴리머의 결정화도가 달라지기 때문입니다. 낮은 온도에서는 폴리머의 결정화도가 높아져 제품 수축률이 커집니다. 

반면, 온도가 높을수록 폴리머의 결정성이 낮아져 제품 수축이 낮아집니다. 따라서 사출 온도가 제품의 수축을 결정하는 데 중요한 역할을한다고 할 수 있습니다.

사출 속도가 제품 수축에 미치는 영향

사출 속도는 여러 방식으로 제품 크기에 영향을 미칩니다. 일반적으로 사출 속도가 빠를수록 제품 크기는 작아집니다. 주된 이유는 사출 속도가 빨라지면 냉각 시간이 짧아져 결정화에 필요한 시간도 줄어들기 때문입니다. 

그 결과 더 작고 비정질성이 높은 제품이 만들어집니다. 또한 사출 속도가 빨라지면 분자 배향도가 높아져 제품 크기가 더 줄어들 수 있습니다. 마지막으로 빠른 사출은 제품에 보이드나 결함을 유발할 수 있으며, 이 역시 제품 크기를 줄일 수 있습니다. 

따라서 일반적으로 제품 수축을 방지하기 위해 느린 사출 속도를 사용하는 것이 바람직합니다. 그러나 경우에 따라 원하는 결정화 정도나 방향성을 얻기 위해 더 빠른 사출 속도가 필요할 수 있습니다.

원하는 수준의 수축을 달성하기 위해 사출 공정을 어떻게 최적화할 수 있을까요?

성형 과정은 복잡하며 원하는 수축 수준을 달성하려면 정밀한 제어가 필요합니다. 플라스틱 사출 성형 공정을 최적화하려면 수축에 영향을 미치는 요인을 이해해야 합니다.

이러한 요인에는 용융 온도, 냉각 속도, 금형 온도 및 게이트 크기가 포함됩니다. 이 변수를 제어하면 원하는 수축 수준을 달성할 수 있습니다. 

들러붙음을 방지하고 완제품의 표면 품질을 일정하게 유지하려면 고품질 이형제를 사용하는 것도 중요합니다. 이러한 요령을 따르면 사출 성형 공정을 최적화하고 원하는 수축 수준을 달성할 수 있습니다.

금형 온도가 너무 낮아 수축 문제를 해결할 수 없습니다.

경질 플라스틱 부품의 수축 문제(표면 함몰과 내부 수축공)는 용융물이 냉각·수축할 때 집중 수축으로 생긴 공간을 게이트 방향에서 유입되는 용융물이 충분히 보충하지 못해 발생합니다. 

따라서 수축 보충을 저해하는 요인은 수축 문제 해결에 영향을 줍니다. 금형 온도가 너무 높으면 수축 문제가 발생한다는 사실은 대부분 알고 있으며, 일반적으로 문제 해결을 위해 금형 온도를 낮추려 합니다. 

그러나 때로는 금형 온도가 너무 낮 으면 수축 문제를 해결하는 데 도움이되지 않아 많은 사람들이 그다지 눈에 띄지 않습니다.

금형 온도가 너무 낮으면 용융 접착제가 너무 빨리 냉각되고 물 주입구에서 멀리 떨어진 두꺼운 접착제 위치가 너무 빨리 냉각되는 중간 부분에 의해 차단되어 먼 부분이 용융 접착제로 완전히 보충되지 않아 특히 두껍고 큰 사출 성형 부품의 경우 수축 문제를 해결하기가 더 어려워집니다.

또한 금형 온도가 너무 낮아 사출 성형 부품의 전체 수축을 증가시키는 데 도움이되지 않으므로 집중 수축 횟수가 증가하고 수축 문제가 더욱 심각하고 분명해집니다.

용융 온도가 너무 낮고 수축 문제를 해결하는 데 도움이되지 않습니다.

잘 알려진 것처럼 용융 온도가 너무 높으면 사출 성형품에 수축 문제가 발생하기 쉽고, 온도를 10~20℃ 적절히 낮추면 수축 문제가 개선됩니다.

그러나 사출 성형품의 두꺼운 부분에서 수축이 발생했을 때 용융 온도를 하한에 가까울 정도로 너무 낮추면 문제 해결에 도움이 되지 않고 오히려 악화될 수 있습니다. 사출 성형품이 두꺼울수록 이러한 현상은 더 뚜렷합니다.

그 이유는 금형 온도가 너무 낮고 용융물이 너무 빨리 응축되고 수축 위치와 물 배출구 사이의 온도 차이가 수축을 용이하게하기 위해 형성 될 수 없으며 수축 채널이 조기에 닫히고 문제를 해결하기가 더 어려워집니다.

용융 수지의 고화 속도가 빠를수록 수축 문제 해결에 불리하다는 점도 알 수 있습니다. PC는 빠르게 고화되는 원료이므로 수축 문제가 사출성형에서 큰 과제가 됩니다. 

또한 용융 온도가 너무 낮으면 전체 수축량이 증가하지 못하고 집중 수축량이 늘어나 수축 문제가 심해집니다. 

따라서 더 어려운 수축 문제를 해결하기 위해 기계를 조정할 때 용융 온도가 너무 낮게 조정되었는지 확인하는 것도 매우 중요하며, 온도 표를 보는 것 외에도 빈 샷 방법을 사용하여 용융의 온도와 유동성을 확인하는 것이 더 직관적입니다.

사출 속도가 지나치게 빠르면 심각한 수축 문제 해결에 불리합니다. 

수축 문제를 해결하기 위해 가장 먼저 떠오르는 것은 사출 압력을 높이고 사출 시간을 연장하는 것입니다. 그러나 사출 속도를 매우 빠르게 조정하면 수축 문제를 해결하는 데 도움이되지 않습니다. 따라서 수축을 제거하기 어려운 경우에는 사출 속도를 낮추어 해결해야 합니다.

사출 속도를 줄여 용융물 앞의 용융물과 물 주입구가 더 큰 온도 차이를 형성하여 응고 및 수축 순서에서 멀리 떨어진 용융물에 도움이되지만 수축 위치에서 멀리 떨어진 물 주입구에도 도움이되므로 더 높은 압력 보충을 얻으려면 문제에 대한 해결책이 큰 도움이 될 것입니다.

사출 속도를 낮추면 선단 용융 수지의 온도와 유동 속도가 낮아져 사출 성형품에 배치 프런트가 생기기 어렵습니다. 따라서 사출 압력을 높이고 보압 시간을 늘릴 수 있어 심한 수축 문제를 해결하는 데도 유리합니다.

또한 속도가 느리고 압력이 높으며 시간이 긴 마지막 단계의 엔드 필링 및 압력 유지 방법을 채택하면 효과가 더 분명해집니다. 따라서 처음부터 느린 속도로 촬영할 수 없는 경우에는 나중 단계에서 이 방법을 사용하는 것이 좋은 방법입니다.

다만 충전 속도가 지나치게 느리면 수축 문제 해결에 도움이 되지 않습니다. 캐비티가 완전히 채워질 무렵 용융 수지가 이미 고화되어, 용융 온도가 너무 낮을 때와 마찬가지로 먼 부위의 수축을 보충할 수 없기 때문입니다. 전반적인 내용은 사출 금형 완벽 가이드를 참조하세요.

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