소개: 플라스틱 사출 성형 부품의 모범 사례에 대해 이야기할 때 피할 수 없는 몇 가지 사항이 있습니다. 그 목록의 맨 위에는 일반적으로 사출 구배 각도가 있습니다. 모든 사출 성형 설계는 제조 가능성을 고려하여 설계됩니다. 따라서 프로세스의 모든 단계를 고려해야 합니다.

부품이 금형에서 올바르게 성형되었더라도 금형에서 부품을 꺼내려고 할 때 문제가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 부품에 원치 않는 결함이 발생할 수 있습니다. 구배 각도는 이러한 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다. 이 글에서는 플라스틱 부품의 구조 설계를 위한 구배 각도 설계에 대한 완전한 가이드를 제공합니다.

드래프트 각도의 의미는 무엇인가요?

구배 각도는 이름에서 알 수 있듯이 금형에 맞게 설계된 각도입니다. 정확하게는 금형 배출 방향과 평행한 금형 표면의 구배 각도이며, 구배 각도라고도 합니다.

초안 각도는 누가 설계하나요?

구배 각도는 궁극적으로 금형에 반영되기 때문에 구배 각도의 설계자, 즉 구조 엔지니어가 구배 각도를 설계해야 하는지 금형 엔지니어가 설계해야 하는지에 대한 논쟁이 있을 수 있습니다. 현재 두 가지 주류 관행이 있습니다. 구조 엔지니어는 부품 설계 단계에서 모든 표면의 구배를 완벽하게 설계해야 합니다(결정할 수 없고 금형 엔지니어가 평가해야 하는 개별 구조 제외).

구조 엔지니어는 외관 표면과 주요 조립 표면의 제도만 담당하고, 그 외 중요하지 않은 표면은 금형 설계 단계에 맡겨 금형 엔지니어가 경험을 바탕으로 제도할 수 있도록 합니다.

드래프트 각도의 유형

구배 각은 전면 금형 표면 구배 각과 후면 금형 표면 구배 각으로 나뉩니다. 이들은 주로 파팅 표면으로 구분됩니다. 분할 표면은 금형 코어를 전면 금형과 후면 금형으로 나눕니다.

전면 금형의 토출 방향과 평행 한 표면에 설계해야하는 구배 각도를 전면 금형 표면 구배 각도라고하고 그 반대의 경우를 후면 금형 표면 구배 각도라고합니다. 또한 금형에 측면 코어 당김 (베벨 상단 및 슬라이더)이있는 경우이를 베벨 상단 표면 구배 각도 및 슬라이더 표면 구배 각도라고하며 구배 방향은 슬라이더 이동 방향에 따라 결정됩니다.

구배 방향은 일반적으로 구배를 위한 분할면을 기준으로 하며, 구배 후 더 큰 끝이 분할면에 가깝도록 해야 원활하게 탈형할 수 있습니다.

드래프트 각도를 설계해야 하는 이유는 무엇인가요?

구배 각도는 설계 기능입니다. 이론적으로는 모델링에 필요하지 않은 경우 제품 구조에 구배 각도를 설계할 필요가 없습니다. 그러나 사출 성형과 같은 성형 공정의 한계로 인해 성형 및 냉각 후 플라스틱 제품을 금형에서 꺼내야 합니다. 구배 각도를 설계하지 않으면 플라스틱 부품을 금형에서 제거하기 어렵습니다.

쌓인 플라스틱 스툴을 분리하기 어려운 상황에 직면 한 적이있을 것입니다. 그것은 이미 설계된 경사가있는 스툴이며 드래프트 각도가없는 플라스틱 부품을 금형에서 꺼내야한다는 것은 말할 것도 없습니다.

구배 각도 없이 금형에서 플라스틱 부품을 꺼내기 어려운 이유는 무엇인가요?

사출 성형에서는 용융된 수지가 닫힌 금형 안으로 흘러 들어가 전면 금형과 후면 금형 사이에 형성된 캐비티를 채웁니다. 열가소성 플라스틱은 냉각 시 수축하기 때문에 플라스틱은 금형 코어를 향해 수축하는 경향이 있습니다. 수축된 플라스틱 부품은 금형 코어에 단단히 흡착됩니다. 또한 일부 플라스틱은 금형 캐비티 벽(미세한 수준)에서 떨어져 나올 수 있지만 대부분은 여전히 캐비티 벽과 접촉하고 있습니다.

금형이 열리면 플라스틱 부품의 외부 표면이 캐비티 벽에 닿든 플라스틱 부품의 내부 표면이 코어에 닿든 플라스틱 부품이 금형을 떠나는 반대 방향으로 마찰 저항 (정적 마찰)이 발생합니다. 마찰 공식 f=μ×Fn에서 마찰력의 크기는 접촉 표면의 거칠기(μ) 및 수축 응력(Fn)과 관련이 있으며, 수축 응력(Fn)은 구배 각도와 관련이 있음을 알 수 있습니다.

구배 각도 f=μ×Fn×cosα를 설계한 후 구배 각도 α가 증가하면 배출 방향의 마찰력 f는 감소합니다. 일반적으로 구배 각도는 그리 크지 않습니다. 물론 구배 각도는 정적 마찰을 줄이기 위해 제한됩니다.

구배 각도의 주요 기능은 플라스틱 부품이 금형에서 분리되면 분리되어 더 이상 금형과 접촉하지 않고 마찰이 제거되며, 구배 각도의 설계가 없으면 플라스틱 부품이 금형에서 분리 된 후 슬라이딩 마찰로 바뀝니다.

동시에 고광택 외관 표면의 경우 전면 금형 캐비티도 진공을 형성 할 수 있으며 진공 흡입으로 인해 플라스틱 부품이 전면 금형에서 완전히 분리되기 어려울 수 있습니다. 최악의 결과는 전면 금형이 고착되고 플라스틱 부품의 후면 금형 구조가 당겨지고 변형되는 것입니다.

드래프트 앵글의 이점

구배 각도는 때때로 이해관계의 충돌을 일으킬 수 있습니다. 사출 성형 제조업체의 경우 성형에 중점을 두고 더 큰 구배 각도를 원하지만, 금형 가공 제조업체의 경우 모든 캐비티 및 코어 표면의 각도를 가공하기 어렵습니다.

원래 단순한 피처는 가공 장비가 간단하고 가공 비용이 저렴하지만 이형 후에는 CNC 또는 EDM이 필요하며 제품 설계자의 경우 구배 각도로 인해 부품 설계가 복잡해질 수 있으며 구배 각도로 인해 외관 모양도 변경됩니다.

그러나 어느 쪽에 속하든 성형 부품이 필요한 품질 표준을 충족하는지 확인하는 것이 중요합니다. 이는 매우 중요합니다. 구배 각도를 확보하지 않으면 사출 성형에 문제가 발생할 가능성이 높아집니다. 이는 불필요하게 생산 비용과 리드 타임을 증가시킬 수 있습니다. 금형에서 부품을 꺼낼 때의 편리함 외에도 구배 각도가 있으면 얻을 수 있는 다른 이점은 다음과 같습니다.

사출 중 마찰로 인한 부품 표면 손상 방지, 기타 표면 질감 및 마감의 균일성과 무결성 보장, 매끄럽지 않은 사출로 인한 부품 변형 최소화, 성형 부품의 마모 및 금형 손상 가능성 감소, 복잡한 사출 설정이 필요 없거나 감소하여 전체 냉각 시간 단축, 직간접적으로 전체 생산 비용 절감 등입니다.

구배 각도 설계의 원리

배출 요구 사항 확인

금형이 열리면 플라스틱 부품을 금형에서 꺼낼 수 있도록 플라스틱 부품이 후면 금형 측면에 남아 있어야 합니다. 이 작업은 두 단계로 진행해야 합니다: 먼저 플라스틱 부품의 외부 표면을 전면 몰드 캐비티 벽에서 분리합니다. 이 단계에서는 일반적으로 금형에 분리하는 데 도움이 되는 추가 요소가 없으므로 플라스틱 부품의 외부 표면과 캐비티 벽 사이의 마찰이 가능한 한 작습니다.

그런 다음 플라스틱 부품의 내부 표면을 후면 몰드의 코어 벽에서 분리합니다. 이 단계에서는 일반적으로 이젝터 핀, 경사 이젝터 또는 푸시 플레이트와 같이 금형을 분리하는 데 도움이 되는 추가 장치가 금형에 있습니다. 플라스틱 부품의 내부 표면과 코어 사이의 마찰은 플라스틱 부품의 외부 표면과 캐비티 벽 사이의 마찰보다 어느 정도 커야 금형이 열릴 때 플라스틱 부품이 후면 금형 측에 머물러 있습니다.

위에서 볼 수 있듯이 플라스틱은 금형 코어쪽으로 수축하는 경향이 있으므로(즉, 수축 응력이 크므로) 거칠기와 구배 각도가 일정하면 플라스틱 부품의 내부 표면과 코어 사이의 마찰이 플라스틱 부품의 외부 표면과 캐비티 벽 사이의 마찰보다 더 커집니다.

동시에 금형의 배출 메커니즘은 일반적으로 후면 금형 측에 있습니다. 따라서 일반적으로 코어는 후면 금형에 설계되고 캐비티는 전면 금형에 설계되는 즉, 플라스틱 부품의 복잡한면은 후면 금형에 설계되고 상대적으로 단순한면 (외관 표면)은 전면 금형에 설계됩니다.

하지만 예외도 있습니다. 예를 들어 부품의 안쪽이 바깥쪽인 경우 이젝터 자국이 남을 수 없습니다. 이 경우 코어는 앞쪽 몰드에, 캐비티는 뒤쪽 몰드에 넣습니다. 전면 몰드가 달라붙지 않도록 하려면 이와 같이 전면 몰드에 이젝터 도우미가 필요합니다.

아래 그림의 부품과 같이 일부 부품은 위에서 아래로 동일하게 보이며 외관 표면이 명확하지 않습니다. 부품의 전면 및 후면 몰드를 빠르게 결정하는 것은 불가능합니다. 이러한 부품의 경우 요구 사항이 없으면 전면 및 후면 금형을 아무 곳에나 배치 할 수 있습니다. 전면 몰드가 달라 붙는 것을 방지하기 위해.

금형을 설계 할 때 후면 금형의 구배 각도가 가능한 한 작고 전면 금형의 구배 각도가 가능한 한 크면 (제품 크기의 공차 범위 내) 금형이 열린 후 부품이 이동식 금형에 머물 수 있으므로 이젝터 보조 메커니즘이 전면 금형에서 피할 수 있습니다.

조정 공간이있는 아래 구조의 경우 코어 접착제 위치가 원래 전면 및 후면 몰드의 절반에서 전면 몰드의 1/3, 후면 몰드의 2/3로 변경되어 전면 몰드에 달라 붙을 위험을 줄일 수 있습니다.

구배 각도 설계

구배각 범위에 대한 통일된 표준이 없으며 마찰의 수학적 모델을 설정하기 어렵고 사출 성형 매개 변수가 다르면 최종 결과에도 영향을 미치기 때문에 이론적 계산이 매우 어렵습니다. 시뮬레이션 계산을 통해 일부 참조 값을 얻을 수 있지만 시간이 많이 걸리고 노동 집약적입니다.

일반적으로 금형 공장에는 이를 수행할 수 있는 힘과 시간이 없습니다. 경험에 더 많이 의존합니다. 구조 엔지니어는 구조 설계 단계에서 특정 주요 구조에 대한 구배 각도를 고려하고 금형 엔지니어의 후속 피드백 수정 횟수를 줄이며 불필요한 문제를 피할 수 있도록 이 지식을 이해해야 합니다.

구배 각도의 결정 요인

성형 재료 특성

경질 플라스틱은 연질 플라스틱보다 구배 각도가 더 크고, 연질 플라스틱은 언더컷이 있을 수도 있습니다.

수축률

수축률이 큰 플라스틱은 코어에 더 큰 클램핑력을 가지므로 수축률이 큰 플라스틱은 수축률이 작은 플라스틱보다 구배각이 더 커야 합니다.

마찰 계수

PA 및 POM과 같이 마찰 계수가 낮은 일부 소재의 경우 드래프트 각도가 다른 일반 플라스틱보다 작을 수 있습니다. 제품 표면의 마찰 계수가 클수록 구배 각도가 커집니다. 예를 들어, 태양 질감의 표면은 큰 구배 각도가 필요합니다.

벽 두께

벽 두께가 증가하면 코어를 감싸는 플라스틱의 힘이 더 커지고 구배 각도도 커져야 합니다.

기하학적 도형

더 복잡한 모양이나 성형 구멍이 많은 플라스틱 부품의 경우 더 큰 구배 각도가 필요하며, 그렇지 않은 경우 더 많은 이젝터를 배치해야 하고 이젝터 배열이 대칭적이고 균일해야 불균일한 배출력으로 인해 부품이 뒤틀리고 변형되는 것을 방지할 수 있습니다.

투명 부품

광학 요구 사항이 있는 부품의 구배 각도가 커야 합니다.

구배 각도의 특정 범위

구배 각도와 구배 표면 높이 사이의 기하학적 관계는 다음과 같습니다: tanθ=X/H;

여기서 θ는 구배 각도, H는 구배 표면 높이, X는 감소된 벽 두께(또는 기울기 편차)입니다.

이론적으로 구배 각도가 클수록, 특히 높이(깊이)가 높고 면적이 넓은 구배 표면의 경우 이형하기가 더 쉽습니다. 이는 코어 또는 캐비티에 대한 이 면의 클램핑력이 더 크기 때문이며, 사출기의 토출력이 변하지 않을 때 이형이 용이하도록 더 큰 경사를 설계해야 하기 때문입니다.

그러나 위의 기하학적 관계에 따르면 H가 일정할 때 θ가 클수록 X가 커집니다.

외형 표면의 경우 X가 클수록 ID 의도에서 벗어날 정도로 외형 표면이 변화하고 외형 크기 편차도 커집니다. 따라서 ID가 허용하는 경우 외형 표면 구배가 클수록 좋습니다. ID가 허용하지 않는 경우,

고광택 표면의 경우 흠집의 위험을 방지하기 위해 구배 각도가 1° 이상인 경우 가능한 가장 큰 값을 사용하세요;

텍스처 표면의 경우 구배 각도는 3° 이상이어야 합니다(텍스처의 유형과 깊이에 따라 다르지만 일반적으로 깊이 0.001mm마다 1~1.5°의 구배가 필요하지만 텍스처 회사에서 제공하는 구배 각도 데이터를 기준으로 사용해야 합니다).

뼈 표면의 경우, X가 클수록 뼈의 상단 폭 C가 작아지고 사출 성형이 더 어려워집니다. 따라서 뼈는 가능한 한 짧게 설계해야 하며 구배 각도는 더 커질 수 있습니다. 피할 수 없다면 최소한 X 값이 일반적으로 0.2 이상이고 상단 너비 C가 0.6 이상인지 확인하세요;

나사 기둥의 경우 나사 기둥의 내부 구멍은 치수 정확도 요구 사항이있는 일종의 구조적 특징입니다. 이러한 종류의 구조적 특징의 경우 공차 범위를 보장하기 위해 드래프트 각도가 매우 작거나 드래프트 각도가 없습니다. 여기서 금형 구조는 매우 작은 거칠기 또는 연마가 필요하며 이젝터 핀은 근처에 합리적으로 설계되어야합니다.

슬리브 이젝터가 있는 경우 나사 구멍에 드래프트를 할 필요가 없습니다. 일반 이젝터를 사용하는 경우 나사 구멍을 드래프트해야 합니다. 나사 구멍의 높이가 너무 높지 않아야 하며 각도는 0.5°에서 1.0° 사이여야 합니다. 드래프트는 나사 결합 깊이 L의 절반이 되어야 나사 결합이 잘 이루어집니다. 구멍의 위쪽을 크게 만들고 구멍의 아래쪽을 작게 만들면 나사가 위쪽은 느슨해지고 아래쪽은 단단해져 응력이 높아지므로 구멍의 위쪽을 크게 만들지 마세요.

다른 내부 표면의 경우 구배 각도는 1°를 중간값으로 합니다. 구체적인 값은 드래프트 표면의 높이와 거칠기에 따라 결정해야 합니다. 동시에 성형 결함을 방지하기 위해 드래프트 후 접착제 두께의 변화에주의하십시오.

결론

드래프트 각도가 좋아 보이기 때문에 드래프트 각도에 대해 이야기하지 않겠습니다. 드래프트 앵글이 중요하기 때문에 드래프트 앵글에 대해 이야기하려고 합니다. 구배 각이 중요한 이유는 파트를 더 쉽게 만들 수 있고 파트를 더 잘 만들 수 있기 때문입니다. 부품에 구배 각도를 넣지 않으면 많은 부품이 거부될 것입니다.

또한 곰팡이가 생길 수 있습니다. 사출 성형의 모범 사례를 항상 숙지하는 것이 가장 좋습니다. 그 중 하나는 사출 성형에 구배 각도를 통합하는 것입니다.

당사는 사출 성형 전문가로서 사출 성형 산업에 대한 전문 지식을 고객과 공유할 준비가 되어 있습니다. 당사의 엔지니어는 사출 성형 모범 사례에 대한 깊은 이해를 바탕으로 이를 서비스에 통합합니다. 당사의 엔지니어는 고객의 설계를 완벽하게 평가하고 권장 사항을 제공할 수 있습니다. 부품 설계에서 최상의 결과를 얻을 수 있도록 DfM을 제공합니다.

당사는 사출 성형 등 다양한 제조 서비스를 제공합니다. 구배 각도가 요구 사항에 충분한지 확실하지 않은 경우 설계에 대해 논의할 수 있습니다. 또한 부품이 성형 준비가 되었는지 확인하기 위해 일반적인 부품 검사도 제공합니다. 이 모든 서비스는 경쟁력 있는 가격으로 제공됩니다.