TPE 사출 성형의 결함은 부적절한 온도, 수분 함량 및 기계 설정과 같은 문제로 인해 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 파악하고 해결하면 제품 품질을 개선하고 낭비를 줄일 수 있습니다.

TPE 사출 성형에서 결함의 주요 원인으로는 잘못된 가공 온도, 재료 내 수분, 부적절한 사출 속도, 잘못된 금형 설계 등이 있습니다. 이러한 요인을 해결하면 부품 품질을 개선하고 결함을 줄이는 데 도움이 됩니다.

TPE 결함의 근본 원인을 이해하는 것이 제조 공정 개선의 핵심입니다. 이러한 각 요인이 성형 결과에 미치는 영향과 이를 해결하기 위해 적용할 수 있는 솔루션에 대해 자세히 알아보겠습니다.

TPE 소재란?

TPE(열가소성 엘라스토머)는 고무와 플라스틱의 특성을 결합한 다용도 소재로 다양한 응용 분야에서 유연성, 내구성, 재활용성을 제공합니다.

TPE 소재는 자동차, 의료 및 소비재 산업에서 널리 사용됩니다. 탄성과 내화학성이 뛰어나며 쉽게 성형할 수 있습니다. TPE는 열가소성 플라스틱처럼 재활용 및 가공이 가능하다는 점에서 인기가 높습니다.

열가소성 엘라스토머 또는 TPE는 저분자량 폴리머가 아닌 부드러운 열가소성 엘라스토머인 공중합체 또는 폴리머의 혼합물입니다. TPE는 열가소성 플라스틱과 엘라스토머의 특성 또는 특성을 모두 결합한 제품입니다. 따라서 일반적으로 열경화성 소재에는 엘라스토머를 사용하고 열가소성 소재를 적용하면 비교적 간단한 제조 공정을 보장합니다.

TPE는 가교 가황 고무의 고탄성, 내노화성, 내유성을 가지면서도 일반 플라스틱 제품처럼 가공이 용이하고 다중 가공 기술이 적용된 새로운 유형의 소재입니다. 사출 성형으로 만들 수 있습니다, 압출¹, 블로우 성형²등에 사용되며, 가장자리와 모서리 파쇄 후 재활용이 가능한 100%입니다. 따라서 가공 주기가 단축되고 고가의 제품을 생산하는 경우가 줄어들며, 환경 및 건강상의 이점과 편안한 촉감, 심미성을 유지해 제품 혁신에 박차를 가할 수 있는 최신 고무 대체 소재로 꼽히는 TPE 소재는 고무를 대체할 수 있는 소재로 평가받고 있습니다. 따라서 환경 보호에 관한 국제적 정책에 부응하는 동시에 인류에 더 가깝고 더 높은 품질을 갖춘 새로운 합성 소재를 상징합니다.

TPE 소재의 일반적인 사출 성형 결함과 그 해결책은 무엇입니까?

TPE 소재는 사출 성형에 널리 사용되지만 뒤틀림, 에어 트랩, 쇼트 샷과 같은 결함이 발생하면 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 성공적인 생산을 위해서는 이러한 문제를 이해하고 해결하는 것이 필수적입니다.

일반적인 TPE 사출 성형 결함에는 뒤틀림, 에어 트랩, 플래시 및 쇼트 샷이 포함됩니다. 이를 해결하기 위해서는 가공 조건, 금형 설계 및 재료 선택을 조정하여 부품 품질과 일관성을 향상시켜야 합니다.

중요 이슈

수분 함량

• 원인:TPE 사출 성형에서 사용되는 소재의 수분 함량이 높으면 성형된 제품 표면에 기포와 은색 줄무늬 등이 형성됩니다. 고온에서 기체 상태로 변한 수분은 사출 성형 중에 배출되지 않아 기포와 은색 줄무늬를 형성합니다.

• 솔루션: 사출 성형 시 문제가 발생하지 않도록 사용된 소재가 충분히 건조되었는지 확인합니다. 일반적으로 TPE 소재의 건조 온도는 80~100°C의 온도 범위에서 2~4시간 동안 설정해야 합니다. 또한 구조물에 수분이 흡수되지 않도록 습도가 낮은 곳에 보관해야 합니다. 흡습성이 높은 TPE 소재를 취급할 때 권장하는 적합한 건조기는 습도가 위험 수준에 도달하는 것을 방지하는 제습 건조기입니다.

불순물

• 원인: 원재료의 결함, 특히 먼지는 표면 거칠기와 완제품의 색상 불일치를 초래할 수 있습니다. 이러한 결함은 소재 내에서 불규칙한 모양의 입자나 반점으로 침전되어 제품의 외관과 사용성을 저하시킵니다.

• 솔루션: 평판이 좋은 공급업체로부터 재료를 공급받아 테스트와 분석을 통해 사용할 재료의 순도와 품질을 확인합니다. 여과 및 스크리닝은 물을 사용하기 전에 물 속의 오염 물질을 제거하는 데 도움이 됩니다. 또한 장비와 파이프라인을 정기적으로 청소하여 잔여물이 재료에 유입되는 것을 방지하고 청결한 처리 환경을 유지합니다.

사출 성형 공정 문제

사출 온도

• 원인: TPE 소재는 내열성이 떨어집니다. 높은 사출 온도는 제품의 왜곡과 치수 변화를 유발하는 반면, 낮은 사출 온도는 표면 거칠기와 내부 다공성을 유발합니다. 높은 온도는 고온에서 소재의 열화에 영향을 미치고 낮은 온도는 금형 캐비티를 채우기 위한 소재의 유동성에 영향을 미칩니다.

• 솔루션: TPE 소재 특성 및 제품 요구사항에 따라 적절한 사출 온도를 선택합니다. 일반적으로 사출 온도는 170~230°C를 유지해야 합니다. 온도 제어는 온도 센서와 자동 온도 제어 장치를 사용하여 모든 식품이 고르게 가열되고 온도가 안정되도록 적절한 온도를 얻어야 합니다.

사출 압력

• 원인:낮은 사출 압력은 불충분한 충진으로 이어질 수 있으며, 높은 사출 압력은 플래시 및 오버플로로 이어져 일부 표면 함몰 영역이 발생할 수 있습니다. 또한 높은 압력은 금형에 영향을 주어 금형 손상을 일으키고 재료 낭비를 유발할 수 있습니다.

• 솔루션: 제품 구조와 금형 설계에 따라 사출 압력을 높이거나 낮추어 숏샷 및 기타 관련 문제를 방지합니다. 사출 압력에 정확한 압력 제어 시스템을 사용하여 실시간으로 효과적으로 제어하고 안정성을 확보하세요.

유지 압력 시간

• 원인:보압 시간이 짧으면 내부 공극이 형성되고 제품의 치수가 불안정해지며, 보압 시간이 길면 제품의 변형이 발생하고 균열이 발생하기도 합니다. 간단히 말해, 유지 시간이 짧으면 재료 역류가 발생하고, 유지 시간이 길면 내부 응력도 커집니다.

• 솔루션: 따라서 TPE 소재의 특성과 사용하고자 하는 제품에 대한 요구 사항에 따라 다음과 같이 보압 시간을 설정할 수 있습니다. 일반적으로 유지 압력 시간은 제품이 완전히 경화되고 최종 치수가 유지될 수 있도록 제품 두께와 구조에 따라 변경되어야 합니다.

냉각 시간

• 원인:냉각 시간이 너무 짧으면 변형³ 및 탈형 중 제품의 균열이 발생할 수 있습니다. 냉각 시간이 너무 길면 생산 효율에 영향을 미칩니다. 고르지 않은 냉각은 내부 응력과 변형률의 변화를 초래하여 제품 성능에 영향을 미칩니다.

• 솔루션: 금형을 냉각할 때는 제품 두께와 금형 구조에 따라 시간 제한을 합리적으로 설정해야 합니다. 냉각수 채널 및 고정 장치와 같은 적절한 냉각 시스템을 사용하여 전체 코어의 냉각 분포가 균일하게 이루어지도록 합니다.

금형 설계 문제

금형 구조

• 원인: 금형 구조의 결함은 제품의 잘못된 충진 및 탈형 중 문제와 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 특히 가공 구조는 재료 흐름 저항을 더욱 높여 충진 효과를 변화시킵니다.

• 솔루션: 금형을 제작할 때 올바른 결정을 내리려면 금형 구조의 불합리성을 피하기 위해 제품의 특성과 사출 성형 요구 사항을 고려해야 합니다. 러너 설계의 경우 균일한 충진 패턴을 만드는 등 몇 가지 설계 측면을 준수하여 재료 흐름 저항을 최소화해야 합니다. 컴퓨터 지원 설계(CAD) 및 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE)을 시뮬레이션 분석에 사용하여 금형 설계를 더 잘 선택할 수 있습니다.

금형 온도

• 원인: 금형 온도가 너무 높으면 부품이 서로 달라붙어 모양이 왜곡될 수 있고, 너무 낮으면 주조 표면이 거칠어지고 내부에 공극이 생길 수 있습니다. 금형 온도의 변동은 냉각 속도에 변화를 일으켜 제품 품질에 영향을 미칩니다.

• 솔루션: TPE 소재의 특성과 최종 제품의 예상 특성에 따라 정확한 금형 온도를 정의해야 합니다. 일반적으로 금형 온도는 40~80℃ 사이에서 제어할 수 있습니다. 온도 분포가 좋은 금형 온도 컨트롤러를 사용하면 금형 온도를 정밀하게 조절할 수 있습니다.

환기 설계

• 원인: 통풍구가 제대로 설계되지 않으면 기포가 발생하거나 최종 제품에 화상 자국이 생길 수 있습니다. 불충분한 배기는 재료의 외부 층에 결함을 발생시키고 결과적으로 표면 손상은 제품의 적절한 외관이나 성능을 저하시킵니다.

• 솔루션: 환기와 관련된 모든 문제는 금형 설계 중에 논의하여 공기 흐름에 문제가 발생하지 않도록 하고 적절하고 효율적인 공기 배출을 위해 환기 슬롯/배기구의 올바른 위치와 유형을 지정할 수 있습니다. 환기 효율을 높이고 기포 및 화상 자국의 형성을 줄이려면 진공 환기 장치 또는 마이크로 환기 밸브를 사용해야 합니다.

장비 문제

사출기 성능

• 원인: 사출 성형기의 성능은 제품 품질에 큰 영향을 미칩니다. 사출 속도와 압력 수준이 불안정하면 품질 문제가 발생할 수 있습니다. 사출 성형기를 새로 구입하지 않은 경우 노후화 및 부적절한 유지 보수도 사출 성형기의 성능에 영향을 미칩니다.

• 솔루션: 높은 제품 안정성을 유지하려면 안정적인 성능과 높은 정밀도를 갖춘 사출 성형기를 선택하는 것이 필수적입니다. 배관 시스템을 깨끗하게 유지하고 마모된 부품은 가능한 한 빨리 교체해야 합니다. 사출 성형기의 모든 매개 변수를 자동으로 제어하고 조정하여 생산성과 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.

금형 설치

• 원인: 부적절한 금형 설치의 단점은 다음과 같습니다. 금형에서 제품 크기가 불안정 할 수 있으며 금형을 이형하기가 매우 어려울 수 있습니다. 금형 평행도 및 직각도에 약간의 편차가 발생하여 사출 공정의 안정성에 큰 영향을 미칩니다.

• 솔루션: 금형 설치 과정에서 금형을 고정하는 동안 적절한 고정 장치를 사용하여 금형의 평행 및 수직 방향이 정확해야 합니다. 설치 정밀도를 높이기 위해 설치 도구와 장비를 사용하여 설치 프로세스가 전문적으로 수행되는지 확인합니다.

장비 유지보수

• 원인: 장비를 정기적으로 유지 관리하지 않으면 필연적으로 고장이 발생하고 제품 품질에 영향을 미칩니다. 사출 성형기와 금형은 수년간 사용하면 필연적으로 마모되고 노후화되어 생산 효율과 제품 품질에 영향을 미칩니다.

• 솔루션: 오일 회로 청소, 필터 요소 교체, 움직이는 부품에 오일 주입 등 사출 성형기 및 금형에 대한 일일 유지보수를 수행하여 장비 이상을 방지하고 품질 문제를 방지합니다. 장비 유지보수를 기록하고, 검사를 수행하며, 장비의 수리 및 유지보수 상태를 평가합니다.

TPE 사출 성형 제품의 일반적인 결함과 그 해결책은 무엇입니까?

TPE 사출 성형은 짧은 사출, 뒤틀림 또는 표면 마감 불량과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 해결하려면 제품 품질을 보장하기 위해 성형 파라미터와 재료를 조정해야 합니다.

일반적인 TPE 사출 성형 결함에는 쇼트 샷, 플래시 및 뒤틀림이 포함됩니다. 솔루션에는 온도, 압력 및 금형 설계를 최적화하여 일관성을 개선하고 결함을 줄여 의료, 자동차 및 소비재 생산에서 고품질 결과를 보장하는 것이 포함됩니다.

기포

원인:

• 재료의 수분 함량이 높습니다: 이 때문에 사출 성형에 TPE 소재를 사용할 때 건조가 제대로 이루어지지 않으면 고온에서 신선한 공기가 유입되어 기체로 변하면서 기포가 발생합니다.

• 과도한 주입 속도: 이렇게 하면 가스가 제때 나올 수 있는 속도가 제한되어 주입 속도가 빠른 곳에서 기포가 형성될 수 있습니다.

  • 곰팡이 환기 불량:곰팡이가 잘못 설계되었거나 통풍구가 부적절하거나 막히면 공기가 빠져나가지 못해 기포가 형성됩니다.

솔루션:

• 재료 건조: 또한 사출 성형 공정을 수행하기 전에 항상 TPE 소재가 충분히 건조되었는지 확인하는 것이 좋습니다. 일반적으로 건조 온도는 80/100 C 사이여야 하며 건조 시간은 2-4시간입니다. 또한 습한 공기에 흡수되지 않도록 습도가 낮은 곳에 보관해야 합니다. 흡습성이 높은 TPE 소재의 경우 높은 습도는 TPE에 치명적이므로 제습 건조기를 건조 목적으로 사용하는 것이 좋습니다.

• 주입 속도를 조정합니다: 속도를 늦추십시오. 사출 속도⁴ 를 설정하여 주입된 재료의 가스가 분산될 수 있는 충분한 시간을 갖도록 합니다.

• 곰팡이 환기를 개선하세요: 향상 금형 설계⁵ 를 사용하여 더 많은 통풍구를 통합하거나 통풍 인서트를 사용하여 공기 흐름을 개선하여 원활한 배출이 이루어지도록 합니다.

화상 자국

원인:

• 높은 사출 온도: 사출 온도가 TPE 소재의 열분해 온도를 초과하여 화상 자국이 생깁니다.

• 과도한 주입 속도: 사출 속도가 빠를수록 마찰 수준이 높아져 사용되는 재료를 태우는 데 열이 발생합니다.

• 곰팡이 환기 불량: 금형에 통풍구가 없거나 막히면 국부적으로 과열되어 화상 자국이 생길 수 있습니다.

솔루션:

• 주입 온도를 낮춥니다: TPE 소재 특성에 맞게 사출 온도를 조정합니다. 일반적으로 170-230°C 사이에서 온도를 제어해야 합니다.

• 주입 속도를 줄입니다: 사출 속도를 늦춰 마찰 열 발생을 줄입니다.

• 곰팡이 환기 개선: 통풍구를 더 추가하거나 통풍구 삽입물을 설치하여 공기가 원활하게 배출되고 국부적인 발열을 방지할 수 있도록 하세요.

수축

원인:

• 냉각 시간이 충분하지 않습니다: 과열로 인해 냉각이 제대로 이루어지지 않아 성형이 완료된 후에도 제품이 계속 줄어들 수 있습니다.

• 주입 압력이 충분하지 않습니다: 압력이 충분하지 않으면 금형이 수축하여 밑으로 채워집니다.

• 고르지 않은 금형 온도: 온도 변화가 발생하면 냉각 과정의 속도에 변화가 생기고 따라서 수축이 발생합니다.

솔루션:

• 냉각 시간을 늘리세요: 제품의 일반적인 두께와 금형의 구조적 구성에 따라 냉각 시간을 변경해야 합니다.

• 사출 압력을 조정합니다: 몰드를 형성할 재료가 충분히 채워질 때까지 더 세게 누르세요.

• 균일한 금형 온도: 금형이 고르지 않게 냉각되지 않도록 금형 온도 컨트롤러를 사용하여 일정한 온도에서 금형을 작동하는 것이 좋습니다.

워핑

원인:

• 고르지 않은 냉각: 냉각 시간과 금형 온도가 달라지면 내부 응력 발생이 달라지고 뒤틀림이 발생합니다.

• 고르지 않은 주입 압력: 압력 사출 분포가 고르지 않으면 재료의 일관된 흐름이 파괴되어 뒤틀림이 발생합니다.

• 잘못된 몰드 디자인: 적절한 금형 설계가 부족하면 재료의 균일한 분포와 뒤틀림이 발생합니다.

솔루션:

• 냉각 시간을 최적화하세요: 균일한 냉각과 내부 응력 감소에 영향을 미치므로 금형이 식는 데 걸리는 시간을 변경합니다.

• 균일한 사출 압력: 사출 압력과 재료 출력을 동일하고 안정적으로 유지하려면 정확한 압력 관리 시스템을 더 잘 구현해야 합니다.

• 몰드 디자인을 개선합니다: 금형에 적절한 재료 분포를 늘리고 뒤틀림 상태를 최소화합니다.

용접 라인

원인:

• 자료 흐름성이 좋지 않습니다: TPE 소재의 미끄럽지 않은 특성은 특히 컴파운드의 흐름이 부적절한 경우 용접 라인에 영향을 미칩니다.

• 낮은 주입 온도: 재료가 저온에서 유동성이 좋지 않으면 용접 선이 발생합니다.

• 곰팡이 환기 불량: 몰드 환기가 불충분하면 재료가 완전히 합쳐지지 않아 용접선이 남기 때문에 접착력이 떨어집니다.

솔루션:

• 자료 흐름성을 개선합니다: 유동성이 더 좋은 TPE 소재를 선택하거나 혼합 배합을 변경하여 소재의 유동성을 높입니다.

• 사출 온도를 높입니다: 사출 온도를 높여 사출 챔버에서 재료의 유동성이 적절하게 유지되도록 합니다.

• 곰팡이 환기 개선: 통풍구를 더 많이 설치하거나 통풍구 삽입물을 사용하여 적절한 공기 배출 속도를 높이고 용접선을 제거하세요.

흐름 표시

원인:

• 빠른 주입 속도: 사출 속도가 너무 빠르면 재료의 흐름이 고르지 않아 흐름 자국이 생깁니다.

• 고르지 않은 주입 온도: 사출 온도의 변화로 인해 재료 흐름이 일정하지 않아 흐름 자국이 남을 수 있습니다.

• 거친 금형 표면: 표면 거칠기가 고르지 않으면 금형 표면에서 재료가 흐르는 동안 흐름 표시가 생깁니다.

솔루션:

• 주입 속도를 조정합니다: 사출 속도의 변동을 방지하기 위해 공정 전반에 걸쳐 사출 속도를 균일하게 유지하는 것이 좋습니다.

• 재료를 골고루 가열합니다: 또한 소재가 높은 성형 온도에 노출되지 않도록 균일하게 가열하는 것이 중요하며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.

• 금형 표면을 개선합니다: 거칠기를 줄이고 흐름 자국을 방지하기 위해 금형 표면을 연마합니다.

거친 표면

원인:

• 재료 혼합이 고르지 않습니다: 가공 중에 TPE 소재가 잘 혼합되지 않으면 결과물의 표면이 상당히 거칠어 보입니다.

• 낮은 주입 온도: 이는 낮은 사출 온도에서 재료가 유동성이 좋지 않은 상태가 되고 표면이 매우 거칠어지기 때문입니다.

• 거친 금형 표면: 매끄러운 금형 표면이 제대로 개발되지 않아 최종 제품 표면이 거칠어집니다.

솔루션:

• 자료를 고르게 혼합합니다: 가공하는 동안 재료가 잘 혼합되고 균일하게 분포되는 것이 중요합니다.

• 사출 온도를 높입니다: 재료의 유동성을 높이기 위해 사출 온도를 높입니다.

• 금형 표면의 매끄러움을 개선합니다: 표면 마감⁶금형 표면을 연마하여 표면 거칠기와 최종 제품의 거칠기를 줄여야 합니다.

은색 줄무늬

원인:

• 재료의 수분 함량이 높습니다: TPE 소재의 수분은 가공 과정에서 증발로 인해 은색 줄무늬가 남는다는 것을 의미합니다.

• 빠른 주입 속도: 사출 속도가 빠르면 재료에 더 높은 전단력이 발생하므로 은색 줄무늬가 생깁니다.

• 낮은 금형 온도: 곰팡이 온도가 낮으면 반죽이 빨리 식어 은색 줄무늬가 생길 수 있습니다.

솔루션:

• 건조한 재료: 재료는 적절히 건조시켜 주사로 흡수되는 수분 수준을 낮춰야 합니다.

• 주입 속도를 조정합니다: 레진, 레진 온도 및 금형 온도에 따라 충진 속도를 조정합니다. 사출 속도를 낮추면 재료가 전단되는 힘이 줄어듭니다.

• 금형 온도를 높입니다: 순수 모노머 수지를 추가하고, 금형 온도를 높이고, 사출 포트를 추가하고, 수지 온도를 높여 모래 주형의 냉각 효과를 늦춤으로써 은색 줄무늬의 출현을 줄일 수 있습니다.

결론

TPE 사출 성형에서는 제품 결함의 가능한 원인을 파악하고 최종 제품의 품질과 성능을 달성하기 위해 가장 적절한 해결책을 찾는 것이 필수적입니다. 결함을 줄이고 효율성을 개선하며 일관성을 보장하기 위해 제조업체는 재료 문제를 해결하고 사출 성형 절차를 미세 조정하며 금형을 설계하고 TPE 사출 성형 제품의 사출 성형 시스템을 구성하는 부품을 유지 관리할 수 있습니다.

가공 기술의 발전과 품질 표준에 대한 더 나은 제어는 생산과 고객 만족에 더 많은 활력을 불어넣어 다양한 분야에서 TPE 소재의 광범위한 적용과 혁신을 촉진할 것입니다.