사출 성형은 다양한 산업 분야에서 플라스틱 부품을 생산하는 데 널리 사용되는 제조 공정입니다. 그러나 다른 제조 공정과 마찬가지로 결함이 발생하기 쉬우며 그 중 하나가 미성형입니다. 미성형이란 금형 캐비티가 불완전하게 채워져 부품의 단면이 누락되거나 전체 크기가 의도한 것보다 작은 경우를 말합니다.
이 기사에서는 사출 성형에서 미성형의 원인을 자세히 알아보고 이를 완화하기 위한 실용적인 솔루션을 제공합니다. 사출 성형 결함.
숏샷이란 무엇인가요?
미성형은 폴리머 용융물에 의한 금형 캐비티의 불완전 충전(또는 다중 캐비티 금형의 경우 부분 충전)을 말하며, 이로 인해 불완전한 제품 구조가 발생합니다. 이는 벽 두께가 고르지 않은 제품의 얇은 벽 영역이나 재료 흐름의 마지막 부분에서 자주 발생합니다.
미성형 결함은 어떻게 형성되나요?
미성형 결함은 일반적으로 사출 성형 공정 중에 미리 설정된 용융물의 주입량이 불충분하거나 금형 충진 저항이 사출 압력을 초과할 때 발생합니다.
미성형 결함이 발생하는 원인은 다양할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 이유입니다.
- 불충분한 사출 압력
- 사출 속도가 너무 느림
- 낮은 금형 온도
- 플라스틱 소재의 문제
- 금형 설계 문제
미성형 발생 성형 원인
위에서 미성형 불량의 원인을 간략하게 설명했지만 걱정하지 마세요. 원인과 발생 원인을 이해함으로써 사출 성형 시 재료 부족을 신속하게 예방하거나 수정하는 것이 더 쉽습니다.
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열악한 금형 설계
복잡한 금형 형상, 날카로운 모서리 또는 얇은 단면으로 인해 플라스틱이 균일하게 흐르고 금형 캐비티를 완전히 채우는 것이 어려울 수 있습니다. 이러한 현상이 발생하는 주요 이유는 다음과 같습니다.
1. 금형 온도가 너무 낮음
금형 온도가 너무 낮으면 용융 유동성이 나빠져 캐비티가 완전히 채워지기 전에 용융된 플라스틱이 조기에 응고되어 미성형이 발생합니다.
재료 품질 저하를 방지하기 위해 더 낮은 사출 온도가 필요한 경우 배럴 전방 부분의 온도를 높이거나 사출 속도를 높여 폴리머 냉각 시간을 줄이는 등의 조치를 취할 수 있습니다.
2.부적절한 콜드 슬러그 웰 설계
각 러너와 스프루 끝에 콜드 슬러그 웰을 통합해야 합니다. 콜드 슬러그 유정의 크기는 적절해야 하며, 콜드 슬러그 포집의 효율성을 보장하기 위해 업스트림에 장애물(예: 이젝터 핀)이 없어야 합니다. 그렇지 않으면 하류로 흐르는 포착되지 않은 콜드 슬러그가 잠재적으로 게이트나 작은 러너를 막아 미성형이 발생할 수 있습니다.
3.게이트가 너무 작다
러너, 스프루 또는 게이트가 너무 작으면 흐름 저항이 증가합니다. 사출 압력이 충분하지 않으면 용융 선단의 진행 속도가 점차 느려집니다. 이로 인해 캐비티가 완전히 채워지기 전에 용융 선단의 조기 응고로 인해 미성형이 발생할 수 있습니다.
4.부적절한 게이트 위치
게이트 위치가 부적절하면 유동 길이가 지나치게 길어지고 유동 저항이 증가할 수 있습니다. 사출 압력이 충분하지 않으면 용융 선단의 진행 속도가 점차 느려집니다. 이는 캐비티가 완전히 채워지기 전에 용융 선단의 조기 응고로 인해 미성형으로 이어질 수 있습니다.
5.부적절한 환기
환기가 제대로 되지 않으면 상당량의 가스가 금형 캐비티 내부에 갇히게 됩니다. 이렇게 갇힌 가스는 재료 흐름으로 인해 압축되어 상당한 압력을 생성합니다. 이 압력이 사출압력을 초과하면 용융물의 충전을 방해하여 미성형 현상이 발생하게 됩니다.
잘못된 사출 압력
정격 사출 압력이 너무 낮으면 사출 성형기의 정격 사출 압력의 85%에 가깝거나 이를 초과하는 사출 압력이 필요할 수 있습니다. 반대로 압력이 너무 높으면 다음과 같은 다른 결함이 발생할 수 있습니다. 플래시 or 뒤틀림.
온도 문제
사출 과정에서 노즐은 금형과 직접 접촉하게 됩니다. 일반적으로 금형온도는 노즐온도보다 낮고, 온도차이가 크기 때문에 둘 사이의 접촉이 잦아 노즐온도가 낮아지게 됩니다. 이로 인해 노즐에서 용융물이 응고되는 현상이 발생하는데, 이는 "콜드 슬러그"라고도 알려져 있습니다.
부적절한 사출 속도
주입 속도가 너무 느리고 용융물의 전단력이 부족하며 유동 공정 중 냉각 시간이 길어지면 점도가 급격히 증가하고 유동 압력이 과도하게 손실됩니다.
부적절한 부품 구조 설계
전체 치수 측면에서 부품의 비율이 일치하지 않거나(예: 길이에 대한 두께의 불균형) 부품의 모양이 복잡하고 성형 영역이 큰 경우 용융물이 벽이 얇은 부분에서 유동 저항에 직면하기 쉽습니다. 플라스틱 부분이 마모되어 미성형 현상이 발생합니다.
미성형 사출 성형을 수정하는 방법
사출 성형에서 미성형의 원인을 이해하면 문제 해결을 시작할 수 있습니다. 다음은 사출 성형 시 미성형을 수정하는 방법입니다.
분출
콜드 슬러그 웰이 적절하게 설치 또는 배치되었는지 확인하십시오. 깊은 캐비티 금형의 경우 미성형이 발생하는 부위에 벤트 홈이나 벤트 구멍을 배치해야 합니다. 벤트 홈은 금형의 분할 표면에 열 수 있으며 일반적으로 깊이는 0.02~0.04mm, 너비는 5~10mm이며 벤트 구멍은 캐비티의 최종 충전 위치에 설정되어야 합니다.
휘발성이 높거나 수분 함량이 높은 폴리머의 경우 사출 성형 전에 휘발성 성분을 제거하거나 건조해야 합니다.
금형 시스템의 공정 매개변수를 변경하는 방법을 사용하면 통풍 불량도 개선할 수 있습니다. 예를 들어, 금형 온도 상승, 사출 속도 감소, 형체력 감소, 금형 간극 증가 등의 조치를 취할 수 있습니다.
금형 온도 높이기
금형 온도를 높입니다(냉각 속도를 낮추거나 금형을 가열하여). 금형 온도는 재료 공급업체가 권장하는 값에 따라 초기에 설정할 수 있습니다. 6샷을 주입하면서 10°C 단위로 조정할 수 있습니다. 안정적인 성형 조건이 달성된 후 결과에 따라 추가 조정이 이루어질 수 있습니다.
금형 온도가 지속적으로 낮게 유지된다면 냉각 시스템 설계 변경을 고려해야 합니다.
부품 설계
부품의 형태와 구조를 설계할 때 부품의 두께와 충전 중 용융물의 최대 유동 길이 사이의 관계에 주의를 기울여야 합니다.
충전 중 제품 두께에 대한 용융물의 최대 흐름 길이 비율:
| 수지 카테고리 | 최종 흐름 길이/두께 |
|---|---|
| LDPE | 280:1 |
| PA | 150:1 |
| POM | 145:1 |
| PMMA | 130:1 |
| PP | 250:1 |
| PVC | 100:1 |
| PC | 90:1 |
| HKPE | 230:1 |
| PS | 200:1 |
| ABS | 190:1 |
일반적으로 부품의 두께는 1~3mm이고, 대형 부품의 경우 3~6mm입니다. 일반적으로 부품 두께가 8mm를 초과하거나 0.5mm 미만인 경우 사출 성형에 적합하지 않습니다.
사출 압력 및 속도 최적화
주입 플런저의 전진 속도를 늦추고 주입 시간을 적절히 연장하면 주입 압력을 높일 수 있습니다. 사출 압력을 더 이상 높일 수 없는 경우 용융 온도를 적절하게 높여(재료 분해를 일으키지 않는 한) 용융 점도를 낮출 수 있습니다.
적절한 보압 시간(일반적으로 30~120초 이내로 제어되며 벽이 두꺼운 부품의 경우 늘릴 수 있음)을 선택하면 미성형 현상을 방지할 수 있습니다.
적절한 사출 성형기 선택
장비를 선택할 때 사출 성형기의 사출 용량은 플라스틱 부품과 스프루의 총 중량보다 커야 하며 총 사출 중량은 사출 성형기의 가소화 용량의 85%를 초과해서는 안 됩니다.
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맺음말
사출 성형에서 미성형은 실망스러운 결함이 될 수 있지만, 제조업체는 원인을 이해하고 적절한 솔루션을 구현함으로써 발생을 크게 줄일 수 있습니다.
FAQ
미성형이란 용융된 플라스틱이 전체 금형 캐비티에 충분히 채워지지 않아 플라스틱 사출 성형 부품이 불완전한 성형 공정의 결함을 말합니다. 이로 인해 플라스틱 포크의 타인이 누락되는 등 부품의 일부에 원하는 플라스틱 재료가 부족한 결과가 발생합니다.
사출 성형 중 미성형은 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다. 주로 용융된 플라스틱이 전체 금형 캐비티를 완전히 채우지 못하여 플라스틱 재료가 부족한 부분이 있는 불완전한 부품이 발생하기 때문입니다.
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.
