플라스틱 제품을 설계하고 제조하는 과정에서 명백한 결함이나 기능 장애는 일반적으로 사용자가 받아들이지 않습니다. 그러한 문제 중 하나는 웰드라인의 형성으로, 이는 제품의 외관과 수명에 부정적인 영향을 미칠 수 있으며 심지어 제품 거부로 이어질 수도 있습니다.
이러한 상황을 방지하기 위해 이 기사에서는 웰드라인 형성의 원인을 조사하고 일련의 예방 조치를 제안합니다. 우리는 귀하의 플라스틱 제품 개발을 위한 효과적인 조언을 제공하는 것을 목표로 합니다.
웰드 라인이란 무엇을 의미합니까?
니트 라인이라고도 알려진 웰드 라인은 다양한 이유로 인해 충진 공정 중 용융된 플라스틱에 의해 형성된 선형 흔적입니다. 이러한 이유에는 다중 게이트 사출 성형, 고르지 않은 벽 두께, 보이드, 일관되지 않은 유속 등이 포함됩니다.
웰드라인 결함은 어떻게 형성됩니까?
웰드 라인은 종종 두 가지 재료 흐름이 합류하는 지점이나 재료 흐름이 부품의 특정 기하학적 특징(예: 구멍)을 우회한 후 다시 수렴되는 지점에서 발생합니다. 웰드라인의 형성은 용융된 플라스틱의 흐름과 관련이 있습니다.
플라스틱 용융물은 금형 내부에서 두 방향 이상으로 흐릅니다. 두 개 이상의 재료 흐름이 캐비티에서 수렴되면 흐름 선단이 접촉하여 병합됩니다. 구체적으로 교차 각도에 따라 웰드라인(weld line)과 멜드라인(meld line)으로 분류할 수 있다.
웰드라인과 멜드라인의 차이는 유동 선단이 만나는 각도에 따라 달라집니다. 그림에서 수렴각이 135°보다 크면 멜드라인, 수렴각이 135°보다 작으면 웰드라인이라고 합니다.
유동으로 인해 재료 흐름의 용융된 코어 층이 유동 선단 양쪽의 응고된 층에서 돌출됩니다. 따라서 두 물질의 흐름이 접촉하게 되면 단면의 중앙이 먼저 접촉한 후 양쪽으로 퍼지게 됩니다. 결국 그림 1과 같이 충전 위치에 V자 모양의 홈이 형성됩니다.
홈 안의 공기를 배출하기 어려운 경우 또는 두 재료 흐름이 수렴할 때 온도가 너무 낮아 이러한 유동 선단이 원활하게 병합되거나 함께 "용착"되지 않는 경우 그림 2에 표시된 것처럼 더 뚜렷한 용접선이 발생합니다. .
다양한 생산 방법에 따라 사출 성형 부품의 용접선은 열간 용접선과 냉간 용접선으로 나눌 수 있습니다.
- 두 용융 흐름이 서로 마주한 후 용융물이 더 이상 흐르지 않으면 차가운 웰드 라인이 형성됩니다.
- 뜨거운 웰드 라인은 용융물이 장애물(예: 인서트)을 만나 두 개 이상의 용융 흐름으로 나뉘고 장애물을 우회하고 다시 수렴하여 계속 흐를 때 형성됩니다.
용접선의 위험
웰드라인은 주로 다음과 같은 측면에서 플라스틱 제품에 잠재적인 위험을 초래합니다.
구조적 문제
웰드라인은 용융된 플라스틱이 금형 내에서 수렴하고 융합되는 영역입니다. 융합이 불완전하거나 품질이 낮은 경우 이 영역의 강도가 상대적으로 약할 수 있습니다. 결과적으로 특히 응력을 받는 영역에서 용접선의 부품 파열이나 변형 가능성이 증가하여 이러한 약점이 더욱 악화됩니다.
이는 제품의 기계적 강도에 큰 영향을 미쳐 공칭 강도의 20%~100%까지 감소할 수 있습니다. 또한 웰드 라인 위치의 강도는 일반적으로 플라스틱 유형 및 가공 조건에 따라 주변 플라스틱 강도의 40%~95% 범위입니다.
외관 문제
용접선으로 인해 부품 표면에 선이나 홈, 색상 변화가 생겨 제품의 외관 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 용접선이 부품의 중요하지 않은 표면(예: 바닥)에 있는 경우 제품의 전체 성능에 큰 영향을 미치지 않을 수 있습니다. 그러나 눈에 띄거나 중요한 부분에 있을 경우 제품의 미관과 수용도에 영향을 미칠 수 있습니다.
사출 성형 웰드라인의 원인
웰드라인이 발생하는 원인은 주로 다음과 같은 요인에 기인할 수 있습니다.
낮은 온도
저온 용융 재료의 흐름 수렴이 좋지 않으면 웰드라인이 쉽게 형성됩니다. 플라스틱 부품의 내부 표면과 외부 표면 모두에서 동일한 위치에 웰드 라인이 나타나는 경우, 이는 낮은 재료 온도로 인해 용접 불량이 원인인 경우가 많습니다.
금형 설계
동일한 캐비티의 과도한 게이트, 용접 이음매의 통풍 불량, 대형 러너, 게이트 시스템의 부적절한 치수, 벽 두께의 상당한 변화 또는 지나치게 얇은 벽으로 인해 웰드 라인이 발생할 수 있습니다.
불순한 수지
유동성이 낮고 열 민감도가 높으며 수지의 불순물 함량이 높으면 용융된 플라스틱이 금형을 통과하는 원활한 흐름을 방해하여 웰드 라인이 형성될 수 있습니다.
압력이 부족함
사출 압력이 낮거나, 속도가 너무 높거나, 압력이 고르지 않으면 용융물의 흐름과 융착에 영향을 미쳐 용접 불량과 웰드라인 모양이 나타날 수 있습니다.
용접을 피하는 방법/뜨다 사출 성형 라인?
웰드라인이 나타나는 것을 완전히 방지하려면 사출 성형 공정, 부품 설계, 금형 설계 및 플라스틱 재료 선택을 최적화하여 웰드라인 생성을 최소화하는 것을 고려할 수 있습니다.
금형 설계
콜드 러너, 핫 러너부터 게이트 설계까지 금형 설계를 변경하여 웰드 라인을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
1.콜드러너
원형 또는 사다리꼴 러너를 우선적으로 선택합니다. 콜드 슬러그 웰의 수를 늘리고 길이가 충분한지 확인하여 금형 내에서 원활한 전환을 보장합니다. 합리적인 흐름 프로파일을 유지하면서 러너의 단면적을 최대화합니다. 용융 흐름 속도와 압력 손실을 줄입니다.
2.핫러너
웰드라인을 효과적으로 숨기기 위해 다양한 게이트의 개방 순서를 제어하여 용융물을 순차적으로 주입합니다. 웰드라인을 피할 수 없는 경우 순차 밸브를 사용하면 웰드라인을 눈에 보이지 않는 표면으로 성공적으로 전환할 수 있습니다.
3. 게이트 디자인
압력 손실이 높은 니들 포인트 게이트 사용을 피하고 대신 측면 게이트 및 팬 게이트와 같이 압력 손실이 낮은 게이트 유형을 우선시하십시오.
대형 부품의 경우 웰드라인이 불가피한 경우 게이트 수를 늘려 흐름 길이를 줄이면 용융 선단의 온도가 높아질 수 있습니다. 작은 부품의 경우 게이트 수를 최소화하여 유동 선단 수를 줄입니다.
4. 환기
충전물의 끝부분에 벤트 슬롯을 설치하여 용융물 벤트를 강화하고 웰드라인 발생을 줄입니다. 통풍구 슬롯의 개선이 충분하지 않은 경우 금형에 오버플로 웰을 추가하는 것을 고려하십시오.
5.급속냉각/급속가열 금형
특정 요구 사항이 있는 부품의 경우 급속 냉각/가열 금형 설계를 사용하는 것이 좋습니다. 사출 성형에 앞서 고온 고압 증기를 이용해 금형 온도를 소재의 유리전이온도(Tg) 이상으로 높입니다. 냉각 및 응고하는 동안에는 냉수에 의한 급속 냉각을 사용하십시오. 이 설계는 용접선을 효과적으로 제거하지만 금형 및 냉각 장비에 대한 높은 요구 사항을 요구합니다.
부품 구조 설계
부품 설계에서는 불필요한 구멍 기능을 최소화해야 합니다.
충진 저항을 줄이고 고르지 못한 두께 설계를 최소화하려면 부품 두께를 최대한 두꺼워야 합니다.
고르지 못한 두께를 세심하게 설계하면 웰드라인의 영향을 어느 정도 완화할 수 있지만, 이를 위해서는 특정 제품 구조와 공정 조건에 따른 평가가 필요합니다.
흐름 방향과 평행한 리브를 피하십시오. 조건이 허락하는 경우 순차 밸브 게이팅 기술을 사용하여 게이트 위치를 변경하여 흐름 방향이 리브 방향과 비스듬하게 되도록 하여 웰드라인 현상을 개선합니다. 아래 그림과 같습니다.
부품에 은색이나 기타 금속성 색상이 필요한 경우, 보이 일반적으로 플라스틱에 착색제를 추가하는 것보다 부품을 칠할 것을 권장합니다. 이는 금속 착색제의 플레이크가 용접선을 더욱 두드러지게 만드는 경우가 많기 때문입니다.
플라스틱 선택
금형과 제품 구조를 변경할 수 없는 상황에서는 재료 특성을 최적화하여 웰드 라인을 개선하는 것이 실제로 실행 가능한 전략입니다.
더 나은 흐름 특성을 가진 재료를 선택하십시오. 예를 들어, 용융 점도가 낮은 재료를 활용하거나 흐름 강화제를 첨가하여 재료 흐름을 개선할 수 있습니다.
재료의 필러나 첨가제 비율을 줄이면 흐름 특성이 향상되고 용접선 형성이 줄어들 수 있습니다.
다공성 특징이 있는 부품의 경우 페인팅이 필요하지 않은 재료를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 원하는 외관을 얻으려면 표준 스프레이 재료를 선택하고 후속 공정에서 페인팅 처리를 적용하십시오.
내열성이 낮은 재료의 경우, 배합물에 내열제를 첨가하면 열적 특성을 향상시켜 더 높은 재료 온도에서 사출 성형이 가능해집니다. 재료 온도가 높을수록 점도가 낮아지고 흐름이 향상되어 웰드라인 발생이 줄어듭니다.
성형 관련
온도, 압력, 속도 등과 같은 재료의 구성과 사출 성형 공정 매개변수를 조정하여 금형 내에서 용융된 플라스틱이 완전히 융합되도록 하여 웰드 라인의 발생을 줄입니다.
| 사출 성형 공정 | 목표 |
|---|---|
| 사출 압력 및 속도 증가 | 캐비티 내 재료의 유량을 증가시켜 수렴 지점에서 용융 온도를 높입니다. |
| 유지 압력 증가 | 수렴 지점의 강도를 강화하고 웰드 라인을 줄입니다. |
| 금형 온도 증가 | 수렴 지점의 용융 온도를 높입니다. |
| 용해도 문제 해결 | 수렴점에서 용융 온도를 높이면 재료 유동성이 향상될 수 있습니다. 수렴점의 용융온도를 높인다. |
| 핫러너 온도 높이기 | 수렴 지점의 용융 온도를 높입니다. |
| 철저한 건조 보장, 이형제 감소 | 수렴 지점의 V 홈에 있는 작은 분자 및 수분 함량을 줄입니다. |
| 스크류 회전 속도 및 배압 증가 | 플라스틱의 점도를 낮추면 캐비티 내 흐름이 더 빨라지고 수렴 지점의 용융 온도가 높아집니다. |
| 더 높은 톤수의 사출 성형기로 전환 | 사출 성형기의 용량이 작을 경우 용융 온도가 고르지 않고 사출 압력이 부족하여 재료 융합에 영향을 줄 수 있습니다. 웰드 라인을 개선하려면 필요할 때 사출 성형기를 더 큰 가소화 용량으로 교체해야 할 수도 있습니다. |
맺음말
웰드 라인은 제품의 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 취약성 증가와 같은 기능적 손상을 초래할 수 있으므로 플라스틱 부품 제조에서 피해야 할 중요한 문제로 간주되는 경우가 많습니다.
그러므로 옳은 것을 선택하는 것은 금형 제조업체 사출 성형이 중요합니다. 보이(BoYi)를 선택하면 사출 성형 서비스에서 우리가 어떻게 이 도전을 우수성을 향한 기회로 바꾸는지 알게 될 것입니다.
당사의 기술 전문가 팀은 광범위한 업계 경험과 전문 지식을 보유하고 있으며 설계부터 생산까지 긴밀하게 협력하여 모든 단계에서 지침과 지원을 제공할 준비가 되어 있습니다. 우리의 목표는 모든 세부 사항을 세심하게 제어하여 최소화하는 것입니다. 사출 성형 결함 신뢰할 수 있는 고품질 부품을 제공하는 웰드 라인과 같은 제품입니다.
최대한 빨리 문의 하세요 오늘 귀하의 플라스틱 부품을 생산에 투입하겠습니다. 양식을 통해 디자인 파일을 제출하시면 요청 후 2시간 이내에 견적을 받으실 수 있습니다.
부품 맞춤화
모든 업로드는 안전하고 기밀로 유지됩니다.
FAQ
웰드 라인과 멜드 라인은 모두 플라스틱 가공 중에 유동 선단이 만날 때 형성됩니다. 차이점은 수렴되는 각도에 있습니다. 웰드라인은 135° 미만의 각도에서 형성되는 반면, 멜드 라인은 135°보다 큰 각도에서 형성됩니다.
사출 성형 시 웰드 라인을 방지하려면 온도, 사출 속도, 압력 등 성형 조건을 조정하십시오. 이러한 매개변수가 낮을 때 높이면 웰드라인을 최소화하거나 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다.
웰드 라인의 주요 원인은 캐비티 내 용융 플라스틱 흐름의 불일치입니다. 이는 인서트, 구멍 또는 유속 변화가 있을 때 발생할 수 있으며, 이로 인해 여러 용융물이 중단되거나 합류하게 됩니다. 또 다른 일반적인 원인은 게이트 주입 충전 중에 재료가 불완전하게 혼합되는 것입니다.
태그가 : 사출 성형 가이드
이 글은 BOYI TECHNOLOGY 팀 엔지니어들이 작성했습니다. 푸취안 첸(Fuquan Chen)은 쾌속 조형, 금속 부품 및 플라스틱 부품 제조 분야에서 20년 경력을 보유한 전문 엔지니어이자 기술 전문가입니다.
