소개: 정밀 사출 성형은 정밀 금형과 정밀 기계가 필요한 플라스틱 사출 성형 방법입니다. 이 블로그의 내용에는 정밀 사출 성형의 개념, 특성, 영향 요인, 플라스틱 재료 선택, 정밀 금형, 정밀 플라스틱 사출기의 특성 등이 포함되어 있습니다.

정밀 사출 성형의 개념

정밀 사출 성형은 사출 성형 성형 부품의 치수 반복성이 너무 높아 범용 사출 성형기 및 기존 사출 성형 공정으로는 요구 사항을 달성하기 어려운 경우입니다.

정밀 사출 성형은 기존 사출 성형과 다릅니다. 이는 폴리머 소재의 급속한 발전을 기반으로 하며 정밀 플라스틱 부품을 사용하여 계측 및 전자 분야의 고정밀 금속 부품을 대체합니다.

현재 정밀 사출 제품에 대한 정의 지표에는 제품 크기 반복성 및 제품 품질 반복성이 포함됩니다.

엄격한 허용 오차

사출 성형으로 부품을 설계하고 제조할 때는 치수와 공차를 정확하게 맞추는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 부품이 작동하지 않거나 실패할 수 있습니다. 특히 플라스틱 사출 성형으로 만든 복잡한 부품의 경우 더욱 그렇습니다.

엄격한 공차는 큰 문제입니다. 사출 성형의 경우 일반적인 허용 오차는 +/-0.1mm이며, 매우 엄격한 허용 오차는 +/-0.025mm입니다. 일반적으로 정밀 사출 금형의 치수 공차는 제품 치수 공차의 1/3 미만이 되도록 제어해야 합니다.

재료 선택

정밀 사출 성형용 플라스틱을 선택하는 것은 까다로울 수 있습니다. 플라스틱 제품의 수축률은 성형 과정에서 크게 달라질 수 있습니다. 사용되는 폴리머와 첨가제의 종류와 양에 따라 사출 성형 시 플라스틱의 종류에 따라 유동 특성과 비율이 달라집니다.

즉, 같은 양의 같은 플라스틱을 사용하더라도 플라스틱으로 만드는 제품의 모양과 크기는 다를 수 있습니다. 또한 플라스틱을 만든 사람, 계절, 날씨 등의 요인으로 인해 모양과 크기가 달라질 수 있습니다.

따라서 정밀 사출 성형용 플라스틱은 우수한 흐름 특성과 성형 특성 외에도 모양과 크기가 유지되는 제품을 만들어야 합니다. 그렇지 않으면 제품이 올바른 크기인지 확인할 수 없습니다.

그렇기 때문에 사출 성형으로 정밀 플라스틱 제품을 만들 때는 어떤 종류의 플라스틱을 사용하고 성형할 때 어떻게 작동하는지에 대해 정말 열심히 생각해야 합니다. 많이 줄어들지 않고 오랫동안 같은 모양과 크기를 유지하는 플라스틱을 사용해야 합니다.

정밀 사출 성형용 소재를 선택할 때는 기계적 강도가 높고 치수 안정성이 우수하며 내마모성이 우수하고 다양한 환경에 적응할 수 있는 소재를 선택해야 합니다.

일반적으로 사용되는 네 가지 머티리얼이 있습니다.

POM 및 탄소 섬유 강화(CF) 또는 유리 강화(GF). 이 소재는 내크리프성, 내피로성, 내후성, 유전체 특성이 우수하고 연소하기 쉽지 않으며 윤활유 방출이 용이합니다.

PA 및 유리 섬유 강화 PA66. 내충격성과 내마모성이 강하고 흐름 성능이 우수하며 벽 두께가 0.4mm인 제품을 형성할 수 있습니다. 유리섬유 강화 PA66은 내열성(융점 250°C)이 있습니다. 단점은 수분을 흡수한다는 것입니다. 일반적으로 성형 후 건조해야 합니다.

PBT 강화 폴리에스테르. 성형 시간이 짧습니다. 성형 시간은 다음과 같습니다: PBT=POM=PA66=PA6.

D.PC 및 GFPC. 특징: 우수한 내마모성, 향상된 강성, 우수한 치수 안정성, 내후성, 난연성 및 성형성.

정밀 사출 금형

금형은 매우 정확해야 합니다. 금형의 정확도는 가공 및 조립 기술과 밀접한 관련이 있습니다. 설계 중에 올바른 기술 요구 사항을 제시하지 않거나 금형 구조 설계가 좋지 않으면 가공 및 조립 기술이 아무리 좋더라도 금형의 정확성을 보장 할 수 없습니다. 정밀 사출 금형의 정밀도가 설계 문제의 영향을받지 않도록하려면 다음 네 가지 사항에주의를 기울여야합니다:

부품의 설계 정확도 및 기술 요구 사항은 제품의 정확도와 호환되어야 합니다. 금형은 제품의 정확성을 보장해야 합니다. 첫째, 금형 캐비티 정확도와 파팅 표면 정확도는 제품의 정확도와 일치해야합니다. 일반적으로 정밀 사출 금형 캐비티의 치수 공차는 제품 공차의 3 분의 1 미만이어야하며 제품의 실제 상황에 따라 결정해야합니다.

파팅 표면 정확도(파팅 표면 평행도)는 주로 금형 캐비티 정확도를 보장하는 데 사용됩니다. 소형 정밀 사출 금형의 경우, 파팅 표면 평행도에 대한 기술적 요구 사항은 약 0.005mm입니다. 금형의 구조 부품이 직접 참여하지는 않지만 사출 성형금형 캐비티의 정확도에 영향을 미쳐 제품의 정확도에 영향을 미칩니다. 따라서 구조 부품에 적절하고 합리적인 정확도를 제공해야 합니다.

움직이는 금형과 고정 금형의 일치 정확도를 확인합니다. 일반적으로 일반 사출 금형은 주로 가이드 기둥 가이드 메커니즘에 의존하여 일치 정확도를 보장합니다. 그러나 가이드 핀과 가이드 구멍 사이의 간격으로 인해 크든 작든 항상 둘 사이에 일정한 간격이 있습니다. 이 간격은 종종 사출 성형기에서 금형의 설치 정확도에 영향을 미쳐 이동식 금형과 고정 금형의 정렬이 잘못되어 사출 성형 정밀 제품에 사용하기가 어렵습니다.

또한 고온 사출 성형 조건에서 이동식 및 고정식 템플릿의 열 팽창으로 인해 두 템플릿이 정렬되지 않는 경우가 발생하여 궁극적으로 제품 정확도가 변경될 수 있습니다.

정밀 사출 금형에서는 가동 금형과 고정 금형 간의 오정렬을 최소화하고 가동 금형과 고정 금형의 정렬 정확도를 보장하기 위해 노력해야 합니다. 콘 포지셔닝 메커니즘 또는 원통형 가이드 핀 포지셔닝 메커니즘과 가이드 필러 가이드 메커니즘을 설계할 수 있습니다. 사용 방법

금형 구조는 충분히 단단해야 합니다. 정밀 사출 금형은 충분히 단단해야 합니다. 그렇지 않으면 사출 압력이나 금형 클램핑력이 가해질 때 많이 구부러집니다. 이는 금형의 정확도를 변경하고 제품의 정확도에 영향을 미칩니다.

일체형 몰드의 경우 모양, 크기, 제작 재료에 따라 충분히 단단해야 합니다. 인서트가 있는 금형의 경우 인서트를 제자리에 고정하는 금형 프레임에 따라 강성이 달라지는 경우가 많습니다. 몰드 프레임은 40Cr 합금 구조용 강철로 만들어야 합니다. 약 HRC30의 경도로 열처리해야 합니다.

금형에서 이동식 부품의 움직임이 정확해야 합니다. 사출 금형에는 종종 이동식 몰딩 인서트 또는 이동식 코어가 있습니다. 이러한 가동 부품의 움직임이 부정확하면, 즉 각 움직임 후에 원래 위치로 정확하게 돌아갈 수 없으면 금형 부품의 가공 정확도가 아무리 높아도 금형 자체의 구조적 정확도와 제품의 정확도가 크게 변동합니다. 이 문제를 해결하려면 몇 가지 특수 모션 포지셔닝 구조를 채택해야 합니다.

정밀 사출기

정밀 사출 성형기는 정밀 플라스틱 제품을 성형하고 생산하는 데 사용되는 기계입니다. 정밀 사출 성형기에는 일반적으로 두 가지 지표가 있는데, 하나는 제품 크기의 반복 편차이고 다른 하나는 제품의 반복 무게 편차입니다. 전자는 크기와 제품 두께가 다르기 때문에 비교하기 어렵고, 후자는 사출 성형기의 전반적인 수준을 나타냅니다.

일반적으로 보통의 무게 반복 오차는 사출 성형 기계는 약 1%이며, 더 좋은 기계는 0.8%에 도달할 수 있습니다. 0.5% 미만이면 정밀 기계, 0.3% 미만이면 초정밀 기계입니다. 앞서 언급했듯이 정밀 사출 성형기는 일반적으로 0.01~0.001mm 이내의 제품 치수 정확도를 요구합니다.

제어 측면에서 본 정밀 사출기의 특성

반복 정확도(재현성)에 대한 요구 사항이 높은 사출 성형 파라미터의 경우 다단계 사출 피드백 제어를 사용해야 합니다: 다단계 위치 제어, 다단계 속도 제어, 다단계 압력 유지 제어, 다단계 배압 제어, 다단계 스크류 속도 제어.

변위 센서의 정확도는 계량 스트로크, 사출 스트로크 및 남은 재료 패드 (사출 모니터링 포인트)의 두께를 엄격하게 제어하여 각 사출의 정확성을 보장하고 제품의 성형 정확도를 향상시킬 수있는 0.1mm에 도달해야합니다.

배럴과 노즐 온도 제어가 정확해야 하고, 온도 상승 시 오버슈트가 작아야 하며, 온도 변동이 작아야 합니다. 정밀 사출 성형은 온도 정확도가 -0.5°C 이내가 되도록 PID 제어를 사용해야 합니다.

가소화 품질에 대한 요구 사항. 플라스틱 가소화의 균일성은 사출 성형 부품의 성형 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 게이트를 통과할 때 용융된 플라스틱의 저항에도 영향을 미칩니다. 균일한 가소화를 위해서는 특수 스크류와 특수 가소화 기술의 사용이 필수적입니다.

또한 배럴의 온도도 정확하게 제어해야 합니다. 오늘날 스크류와 배럴의 온도는 대부분 PID(비례, 차동, 적분)로 제어됩니다. 정확도는 ±1°C 이내로 제어할 수 있어 기본적으로 정밀 사출 성형의 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 퍼지 제어를 사용하는 경우 이 방법은 정밀 사출 성형에 더 적합합니다.

작동유는 고온에서 보관해야 합니다. 오일 온도가 변하면 분사 압력도 변합니다. 오일 온도를 50~55°C로 유지하려면 오일 온도를 제어할 수 있는 가열 및 냉각 시스템을 사용해야 합니다.

유지 압력의 효과. 보압은 플라스틱 부품의 품질에 큰 영향을 미칩니다. 즉, 유지 압력은 플라스틱 부품이 더 잘 채워지고 플라스틱 부품의 변형을 줄이며 플라스틱 부품의 정확도를 제어하는 데 도움이 될 수 있습니다. 유지 압력의 안정성에 따라 플라스틱 부품의 품질이 결정됩니다. 사출 성형 사이클이 끝날 때 나사의 위치와 유지 압력의 안정성은 플라스틱 부품의 품질을 결정하는 가장 중요한 두 가지 요소입니다.

금형 온도 제어 요구 사항이 동일한 경우 냉각 시간이 동일하면 금형 캐비티 온도가 낮은 제품의 두께가 온도가 높은 제품의 두께보다 더 커집니다. 예를 들어, POM 및 PA 소재의 경우 금형 온도가 50°C일 때 두께가 50~100μm인 제품의 두께는 80°C에서 20~40μm로 줄어들고 100°C에서는 10μm에 불과합니다. 실내 온도는 정밀 제품의 치수 공차에도 영향을 미칩니다.

정밀 사출 성형기의 구조적 특징

정밀 사출기는 사출 압력이 높기 때문에 금형 클램핑 시스템이 견고해야 합니다. 이동 및 고정 템플릿의 평행도는 0.05~0.08mm 이내로 제어됩니다. 저압 금형 보호와 금형 클램핑 력의 정확한 제어가 필요합니다. 금형 클램핑력의 크기는 금형 변형 정도에 영향을 미치며, 이는 궁극적으로 부품의 치수 공차에 영향을 미칩니다.

금형 개폐 속도는 일반적으로 약 60mm/s로 빨라야 합니다. 나사, 나사 헤드, 체크 링 및 배럴과 같은 가소 화 구성 요소는 가소 화 능력이 강하고 균질화가 우수하며 사출 효율이 높은 구조로 설계되어야합니다.

스크류 구동 토크는 크고 무한 가변 속도가 가능해야 합니다. 정밀 사출 성형기의 종류에 관계없이 제품의 치수 반복성과 품질 반복성을 안정적으로 제어할 수 있어야 합니다.

정밀 사출 성형의 수축 문제

정밀 사출 성형 제품에는 치수 공차, 기하학적 정확도 및 표면 조도의 개념뿐만 아니라 반복성, 일, 월, 연도 및 적용 환경에 대한 안정적인 정확도의 개념도 있습니다. 이러한 정확도는 완제품의 특성 및 금형 정확도와 관련이 있을 뿐만 아니라 제조 정확도에 영향을 미치는 성형 수축과도 관련이 있습니다.

수축에 영향을 미치는 요인에는 열 수축, 상 변화 수축, 방향 수축, 압축 수축의 네 가지가 있습니다.

열 수축

이는 성형 재료 및 금형 재료의 고유 한 열 물리학 적 특성입니다. 금형 온도가 높으면 제품의 온도도 높아져 실제 수축률이 증가합니다. 따라서 정밀 사출의 금형 온도는 너무 높지 않아야합니다.

상 변화 수축

상변화 수축은 결정성 수지의 배향 과정에서 폴리머의 결정화로 인한 비부피 감소로 인해 발생하며, 이를 상변화 수축이라고 합니다.

금형 온도가 높고 결정성이 높으며 수축률이 크지만 결정성이 증가하면 제품의 밀도가 증가하고 선팽창 계수가 감소하며 수축률이 감소합니다. 따라서 실제 수축률은 이 두 가지의 결합 효과에 의해 결정됩니다.

오리엔테이션 수축

흐름 방향으로 분자 사슬이 강제적으로 늘어나기 때문에 냉각 시 고분자는 다시 말려서 회복되는 경향이 있으며, 배향 방향으로 수축이 발생합니다. 분자 배향의 정도는 사출 압력, 사출 속도, 수지 온도 및 금형 온도와 관련이 있습니다. 그러나 가장 중요한 것은 사출 속도입니다.

압축으로 인한 수축

압축 수축 및 탄성 회복. 플라스틱은 일반적으로 압축성이 있어 고압에서 비부피가 크게 변합니다. 상온에서 성형 제품의 압력을 높이면 비부피가 감소하고 밀도가 증가하며 팽창 계수가 감소하고 수축률이 크게 감소합니다.

이러한 압축성에 대응하여 성형 재료는 탄성 회복 효과가 있어 제품의 수축을 줄입니다. 제품의 성형 수축에 영향을 미치는 요인은 성형 조건 및 작동 조건과 관련이 있습니다.

정밀 사출 성형의 특성

정밀 사출 성형의 공정 특성은 주로 높은 사출 압력, 빠른 사출 속도, 정밀한 온도 제어입니다.

높은 사출 압력

테스트 결과 다양한 플라스틱 종류, 모양 및 크기에 따라 정밀 사출 성형에 필요한 압력은 180-250MPa(일반 사출 성형에 사용되는 사출 압력은 일반적으로 40-200MPa)여야 한다는 것이 입증되었습니다. 일부 특수한 경우에는 더 높은 압력이 필요합니다. 가장 높은 압력은 약 450MPa에 도달했습니다.

빠른 사출 속도

사출 속도는 제품의 생산성에 큰 영향을 미칠뿐만 아니라 더 중요한 것은 제품의 치수 공차를 줄일 수 있다는 것입니다. 사출 성형 부품의 정확도를 향상시키기 위해, 특히 복잡한 형상의 제품 성형을 위해 최근에는 가변 속도 사출, 즉 사출 속도가 변경되고 부품의 구조적 모양과 플라스틱의 성능에 따라 변경 규칙이 결정되는 가변 속도 사출이 개발되었습니다.

온도 제어는 정확해야 합니다

온도는 제품 성형 품질에 큰 영향을 미치며 사출 성형의 3대 공정 조건 중 하나입니다. 정밀 사출 성형의 경우 온도 문제뿐만 아니라 온도 제어 정확도 문제도 있습니다.

물론 정밀 사출 성형 공정에서 온도 제어가 정확하지 않으면 플라스틱 용융물의 유동성과 제품의 성형 성능 및 수축률이 안정적이지 않아 제품의 정확성을 보장 할 수 없습니다.

이러한 관점에서 정밀 사출 성형을 사용할 때는 배럴과 노즐 또는 사출 금형의 온도 범위를 엄격하게 제어해야 합니다. 예를 들어 정밀 사출 성형에서는 배럴과 노즐의 온도를 제어하기 위해 PID 컨트롤러를 사용하고 온도 변동 범위를 1°C 이내로 제어하지만 일반 사출 성형기의 경우 20°C에서 300°C까지 온도가 올라갈 수 있습니다.

정밀 사출 성형 생산을 할 때 제품의 정확성을 보장하기 위해 배럴, 노즐 및 금형의 온도를 엄격하게 제어하는 것 외에도 이형 후 주변 온도가 제품의 정확성에 미치는 영향에도주의를 기울여야합니다.

정밀 사출 성형의 어려움

플라스틱 수축률

정밀 플라스틱 제품을 설계할 때는 플라스틱의 수축률을 고려해야 합니다.

정밀 사출 성형 플라스틱의 선택

플라스틱 제품의 수축률은 성형 과정에서 크게 변동합니다. 또한 플라스틱마다 사용되는 폴리머와 첨가제의 종류가 다르기 때문에 사출 성형 시 흐름 특성과 성형 특성도 달라집니다.

큰 차이가 있습니다 ， 제조업체, 공장 계절 및 환경 조건과 같은 요인의 영향으로 인해 성형 제품의 모양 및 크기 안정성에도 문제가 있습니다.

제품 모양 및 크기

플라스틱 부품의 모양과 크기는 부품의 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 생산 실무에 따르면 제품의 모양과 크기가 복잡할수록 정밀도가 낮아집니다.

금형 구조

사출 성형 부품의 정확도는 금형 캐비티 수 및 생산 배치와 밀접한 관련이 있습니다. 또한 단일 캐비티 금형 구조의 정확도가 다중 캐비티 금형 구조의 정확도보다 높고, 소량 생산의 정확도가 대량 생산의 정확도보다 높다는 것을 보여줍니다.

금형 가공의 정확성

사출 성형 제품이 형성되면 금형 캐비티에 제품이 형성됩니다. 제품의 정확도는 금형 캐비티의 정확도를 절대 초과하지 않습니다. 일반적으로 사출 성형 제품의 정확도는 금형의 정확도보다 1~2개의 허용 오차 수준이 낮습니다.

현재 금형 제조 기술에 관한 한, 대부분의 금형 캐비티는 고속 밀링, 연삭, 연마 또는 전기 가공으로 제조되며, 이는 요구되는 최고 수준의 정밀도를 달성할 수 있습니다.

사출 성형기

정밀 사출 성형은 제품의 높은 정확도를 요구합니다. 따라서 일반적으로 특별한 정밀도로 수행해야 합니다. 사출 성형 기계. 정밀 사출 성형기의 사출력이 크고 제어 정확도가 높아야 하며 유압 시스템의 응답 속도가 빨라야 하고 금형 클램핑 시스템이 충분한 강성을 가져야 합니다.

결론

결론적으로 정밀 사출 성형에는 엄격한 공차, 재료 선택, 정밀 사출 금형, 정밀 사출 기계, 정밀 사출 성형의 수축 문제 등 정밀 사출 성형에 영향을 미치는 몇 가지 주요 요소가 있으며, 이는 정밀 사출 성형을 어렵게 만드는 요인으로 작용합니다.