PA 사출 성형 가공 가이드

PA 소재의 종류

나일론으로도 알려진 폴리아미드는 아미드형 폴리머의 총칭으로, 다양한 종류의 폴리머를 통칭합니다. 가장 일반적인 것은 PA6, PA66 및 PA1010입니다.

최근 IT 산업의 발전과 함께 컴퓨터 플러그인 생산에서 LCP(액정 폴리머)를 대체하는 데 사용되는 새로운 유형의 폴리아미드인 PA46의 사용이 크게 증가했습니다.

PA는 기계적 특성, 인성, 내충격성, 내마모성, 자체 윤활, 난연성, 단열성 등이 우수하여 기어, 풀리, 베어링, 임펠러, 부싱, 용기, 브러시, 지퍼 등과 같은 자동차, 기계, 전자, 계측, 화학 산업 등 많은 분야에서 널리 사용됩니다.

PA6, PA66, PA46은 분자 구조에 극성이 높은 아미드 그룹이 있는 선형 폴리머인 지방족 폴리아미드로 결정성이 높습니다.

PA 사출 금형으로 성형한 제품의 성능은 결정 형태와 결정화도에 따라 달라집니다.

가공 조건은 결정 형태와 결정도에 영향을 미치며, PA 제품의 결정화는 가공 조건에 따라 최대 40%까지 달라질 수 있으며, 제품은 천천히 냉각되고 결정도가 높으며 더 큰 크기의 결정 형태를 형성합니다. 수분 흡수도 결정성에 영향을 미칩니다.

또한 흐름, 전단으로 인한 가공 공정에서 PA는 어느 정도의 배향을 생성하여 제품 성능 이방성을 초래하고 배향 방향을 따른 강도가 비 배향 방향보다 우수하며 배향은 또한 결정화 공정에 도움이되며 금형 설계에서이 요소를 고려합니다.

PA 속성 및 수정된 PA

PA 속성: PA는 내부에 아미드기를 포함하는 일종의 고분자로, 내부 산과 이환 암모니아의 중합으로 만들거나 이원 암모니아와 이원 산의 축합으로 형성 할 수 있습니다. 초기에는 섬유 소재로 자주 사용되다가 점차 산업 응용 분야로 확대되었습니다.

PA 플라스틱은 높은 기계적 강도, 높은 강성, 높은 인성, 우수한 내마모성, 우수한 전기적 특성을 가지고 있으며 주요 품종으로는 기계, 자동차, 가전 제품, 항공, 야금 및 기타 분야에서 널리 사용되는 PA6, PA66이 있습니다.

PA 구조는 아미드기, 흡습성, 크기 불안정성을 포함하고 있으므로 PA 재료의 수정이 불가피하며 현재 일반적으로 사용되는 PA 수정 방법은 유리 섬유를 추가하고 첨가제를 추가하는 두 가지 방법입니다.

PA 플라스틱에 30% 유리섬유를 첨가하면 PA 사출 성형품의 기계적 특성, 내열성 및 내노화성을 효과적으로 개선할 수 있으며, 특히 피로 저항은 유리섬유를 첨가하지 않은 경우의 2.5배까지 높아질 수 있습니다.

PA에 유리 섬유를 추가하면 사출 압력과 사출 속도를 높이고 배럴과 금형의 온도를 높이는 등 생산 공정의 조건도 변경해야하며 배럴 온도는 가능한 한 섭씨 10-40도까지 높여야합니다.

나일론 6 Tm은 220-230 ℃, 나일론 66은 260-270 ℃, 나일론 자체는 흡수성베이스가있어 흡수성이 있으므로 성형 전에 건조해야하며 온도가 너무 높아서 건조하기에는 나일론 입자가 변색됩니다.

PA 사출 성형의 가공 성능

PA에는 PA6, PA66, PA610, PA1010 등 다양한 종류가 있습니다. 성능에는 약간의 차이가 있지만 기본 성능은 동일하며 주요 성형 처리 특성은 다음과 같습니다.

1. PA는 흡습성이 강하므로 사출 성형 전에 예열 및 건조해야 하며, 예열 및 건조 후 재흡습을 방지해야 합니다. 건조 후 수분 함량은 0.3%를 초과해서는 안 됩니다.

2. PA는 결정 성 플라스틱, 높은 융점, 용융시 열 안정성이 좋지 않으며 재료 온도가 300 ℃를 초과하면이 온도에서 유지 시간이 90 분을 초과하면 분해가 쉽습니다. 수분을 흡수하기 쉽고 건조해야하며 수분 함량은 0.3%를 초과하지 않아야합니다. 3.

3. PA 용융 점도가 낮고 유동성이 우수하고 금형을 채우기 쉽지만 재료가 넘치기 쉽고 “타액 분비”현상이 발생하기 쉽고 스크류 사출기 사출은 자동 잠금 노즐이어야하며 가열해야하며 스크류 헤드는 비 역방향 링이 있어야합니다.

4. PA 사출 금형 주입 시스템의 형태와 크기는 PS 가공과 비슷하지만 러너 크기와 입구 단면적을 늘리면 수축 및 함몰 현상을 개선할 수 있습니다.

5. PA의 성형 수축 범위가 크고 수축률도 크고 방향성이 뚜렷하여 수축, 함몰 및 변형이 발생하기 쉬우므로 안정적인 성형 조건이 필요합니다.

6. PA 플라스틱 벽 두께는 가능한 한 균일해야하며 이형 재료 정도는 약간 더 커야하며 특히 벽이 두껍고 깊은 고형 플라스틱 부품의 경우 큰 값을 가져야합니다.

7. PA의 분자 결합 방향은 성형 중 전단 속도에 덜 민감하므로 성형 압력이 플라스틱 부품의 성능에 미치는 영향이 적습니다.

8. PA는 수축률이 크므로 고정밀 플라스틱 부품을 얻으려면 사출 성형 공정 조건을 엄격하게 제어하는 것 외에도 시험 결과를 바탕으로 금형을 설계하는 것이 가장 좋습니다.

9. PA는 녹는점이 높고 좁은 것이 분명하므로 더 높은 온도에서 성형해야 합니다.

10. PA의 열 확산 계수는 PS보다 크고 열을 방출하기 쉽고 스프 루의 벽은 더 두꺼운 쉘 층을 생성하기 쉽기 때문에 주 채널 단면이 PS보다 약간 커야합니다.

11. PA 용융물을 주입할 때 PA 용융물이 캐비티에서 빠르게 굳는 것을 방지하려면 더 빠른 주입 속도를 사용해야 합니다.

12. PA 용융 온도 범위가 좁기 때문에 PA 성형에 사용되는 주 채널은 두껍고 짧아야 하며, 그렇지 않으면 응고가 발생하기 쉽습니다.

13. PA는 유동성이 좋고 넘치기 쉽습니다. 자동 잠금 노즐을 사용하기에 적합하며 가열해야 합니다.

14. 금형 온도는 플라스틱 부품의 벽 두께에 따라 20~90도 범위에서 정하고, 사출 압력은 사출 성형기 종류, 재료 온도, 플라스틱 부품의 형상과 크기, 금형 주입 시스템에 따라 정하며, 사출 성형 주기는 플라스틱 부품의 벽 두께에 따라 정합니다.

수지 점도가 작은 경우 사출 및 냉각 시간이 길어야 하며, 이형제로 백색 오일을 사용해야 합니다.

PA 사출 성형 조건

배럴 온도

배럴 온도는 플라스틱 부품의 수축률에 큰 영향을 미치며, 온도가 높으면 수축률이 커지고 반대로 수축률이 작아집니다.

배럴 온도는 플라스틱의 융점에 따라 정해야 합니다. 스크루 사출 성형기의 배럴 온도는 플라스틱 융점보다 10~30℃ 높고, 플런저 사출 성형기의 배럴 온도는 융점보다 30~50℃ 높습니다. 노즐 온도는 일반적으로 배럴 전단보다 10~20℃ 낮습니다.

금형 온도

80℃를 권장합니다. 금형 온도는 결정도에 영향을 미치며 결정도는 제품의 물리적 특성에 영향을 미칩니다. 벽이 얇은 플라스틱 부품의 경우 40℃보다 낮은 금형 온도를 사용하면 시간이 지남에 따라 플라스틱 부품의 결정성이 변하고 플라스틱 부품의 기하학적 안정성을 유지하기 위해 어닐링이 필요합니다.

금형 온도는 플라스틱 부품의 두께와 성능 요구 사항에 따라 결정해야 하며, 일반적으로 40~100°C에서 제어됩니다.

금형 온도가 높으면 플라스틱 부품의 경도가 크고 내마모성이 좋고, 금형 온도가 낮으면 연신율이 크고 투명성과 인성이 좋지만 금형 온도가 너무 낮 으면 플라스틱 부품의 냉각 속도가 결함에 고르지 않으며 일반적으로 금형 온도를 결정하는 가장 중요한 요소는 제품의 벽 두께입니다.

건조 처리

가공 전에 재료를 밀봉한 경우에는 건조할 필요가 없습니다. 그러나 보관 용기를 개봉한 경우에는 85℃의 뜨거운 공기에서 건조하는 것이 좋습니다. 습도가 0.2%보다 높으면 105℃에서 12시간 동안 진공 건조해야 합니다.

녹는 온도

260~290C. 유리 첨가제 제품의 경우 275~280C. 용융 온도는 300C 이상을 피해야 합니다.

사출 압력

일반적으로 재료와 제품 디자인에 따라 750~1250bar에서 작동합니다.

사출 속도

고속(강화 소재의 경우 조금 더 낮아야 함).

흐름 채널 및 게이트

PA66의 응고 시간은 매우 짧기 때문에 게이트의 위치가 매우 중요합니다. 게이트 개구부는 0.5*t 이상이어야 합니다(여기서 t는 플라스틱 부품의 두께).

핫 러너를 사용하는 경우, 핫 러너가 재료가 조기에 굳는 것을 막을 수 있으므로 게이트 크기를 기존 러너보다 작게 설정해야 합니다.

침수형 게이트를 사용하는 경우 기포 및 그을림과 같은 결함을 방지하기 위해 게이트의 최소 직경은 0.75mm여야 합니다.

나사 속도

중간 속도가 적합합니다. 속도가 너무 빠르면 과도한 전단으로 인해 플라스틱이 변색되고 제품의 성능이 저하되며, 속도가 너무 느리면 용융 품질에 영향을 미치고 용융 시간이 길어져 생산 효율에도 영향을 미칩니다.

배압

제품의 품질을 보장한다는 전제하에 배압이 낮을수록 좋으며, 배압이 높으면 용융물이 너무 많이 전단되어 과열 열화됩니다.

PA 소재의 장점과 단점

장점

1. 높은 기계적 강도, 우수한 인성, 높은 인장 및 압축 강도. 인장 강도는 항복 강도에 가까우며 ABS보다 두 배 이상 높습니다.

2. 내피로성이 뛰어나 반복적인 굽힘 후에도 부품이 원래의 기계적 강도를 유지할 수 있습니다. 일반적인 에스컬레이터 손잡이, 새로운 자전거 플라스틱 휠 림 및 기타 주기적 피로 효과가 매우 분명한 경우에 종종 PA가 사용됩니다.

3. 매끄러운 표면, 작은 마찰 계수, 내마모성. 움직이는 기계 부품으로 사용할 때 자체 윤활이 가능하고 소음이 적으며 마찰이 너무 높지 않은 경우 윤활유 없이도 사용할 수 있습니다.

4. 내식성, 알칼리 및 대부분의 염액에 매우 강하고 약산, 오일, 가솔린 및 기타 용매에 대한 내성, 방향족 화합물은 불활성이며 윤활유, 연료 등의 포장재로 사용할 수 있습니다.

단점

1. 수분을 쉽게 흡수합니다. 흡수된 수분은 부품의 크기와 정밀도에 어느 정도 영향을 주며, 특히 얇은 벽이 두꺼워지는 현상에 큰 영향을 미칩니다. 또한 플라스틱의 기계적 강도를 크게 낮춥니다. 재료를 선택할 때는 사용 환경과 다른 구성품이 정밀도에 미치는 영향을 고려해야 합니다.

2. 내광성이 낮습니다. 장기간 고온 환경에 노출되면 공기 중 산소와 산화 반응을 일으켜 처음에는 갈색으로 변하고 이후 표면이 손상되어 균열이 생깁니다.

3. 사출 성형 기술 요건이 더 엄격합니다. 미량의 수분만 있어도 성형 품질이 크게 저하되며, 제품의 열팽창 때문에 치수 안정성을 제어하기 어렵습니다.

제품에 날카로운 모서리가 있으면 응력이 집중되어 기계적 강도가 떨어지고, 벽 두께가 고르지 않으면 부품이 뒤틀리고 변형되며, 장비 가공 후 부품은 높은 정밀도를 필요로 합니다.

4. 물, 알코올을 흡수하고 부풀어 오르며 강산 및 산화제에 내성이 없으며 내산성 재료로 사용할 수 없습니다.

PA 소재의 적용 분야

용도: 기계, 계측기, 자동차 부품, 전기·전자, 철도, 가전제품, 통신, 방적기, 스포츠·레저용품, 송유관, 오일 탱크 및 일부 정밀 엔지니어링 제품에 널리 사용됩니다.

전자·전기 제품: 커넥터, 보빈, 타이머, 회로 차단기 커버, 스위치 하우징 홀더

자동차: 냉각 팬, 도어 핸들, 연료 탱크 커버, 흡기 그릴, 라디에이터 캡, 램프 홀더

산업 부품: 의자 좌판, 자전거 프레임, 스케이트 베이스, 방직용 북, 페달, 슬라이드

요약

이 글에서는 엔지니어링 플라스틱 PA의 종류와 특성, 사출 성형 공정뿐 아니라 실제 생산에서의 장비 선택, 제품 형상 설계와 금형 설계 시 고려 사항, 일반적인 결함의 해결 방법을 소개합니다.

실제 PA 재료 선정과 사출 성형 제품 제조에서는 경험이 풍부한 사출 금형 공장과 사출 성형 제품 공급업체를 선택해 제품 용도와 기능 요건, 외관 등을 기준으로 적합한 PA 재료를 추천받는 것이 프로젝트의 원활한 진행에 도움이 됩니다.

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