사출 성형 공정에서 "뒤틀림"은 의심할 여지 없이 제조업체에게 골치 아픈 문제입니다. 이로 인해 부품이 접히거나 뒤틀리거나 휘어지는 등의 불규칙한 형상이 발생할 수 있으며, 심한 경우 부품의 구조적 성능이 약화될 수 있습니다. 이 문제의 발생은 사출 성형 공정 중 다양한 요인과 밀접한 관련이 있는 경우가 많습니다.
다음으로 플라스틱 사출 성형 시 뒤틀림 현상을 교묘하게 방지하는 방법을 살펴보겠습니다.
워핑이란 무엇입니까?
뒤틀림은 플라스틱 부품의 모양이 금형 캐비티의 모양과 다른 것을 의미합니다. 부품이 금형에서 배출된 후 크기, 모양, 디자인에 차이가 있습니다. 국부적인 표면은 비틀림, 뒤틀림, 물결 모양 표면 및 각도 편차를 나타낼 수 있습니다.
뒤틀림 결함은 어떻게 형성됩니까?
뒤틀림의 형성은 주로 금형 내부 냉각 중 플라스틱 재료의 고르지 못한 수축으로 인해 발생합니다.
용융된 플라스틱이 금형에 주입된 후 온도가 감소함에 따라 플라스틱은 점차적으로 용융 상태에서 고체 상태로 전환됩니다. 그러나 금형의 여러 부분에서 온도 분포가 고르지 않기 때문에 플라스틱의 냉각 속도가 영역마다 다르므로 내부 응력이 발생합니다. 이러한 내부 응력은 냉각 과정에서 적절하게 해제 및 균형을 이루지 못하여 궁극적으로 탈형 후 플라스틱 부품의 변형 변형으로 이어집니다.
사출 성형 시 뒤틀림의 원인과 해결 방법
사출 성형 부품이 휘어지는 데에는 벽 두께가 고르지 않고, 사출 압력이 과도하고, 보압 시간이 너무 길며, 금형 온도가 너무 높으며, 냉각 시간이 부족한 등 여러 가지 이유가 있습니다. 따라서 성형 공정 조정에만 의존하는 것은 효율성이 제한적입니다.
아래에서 BOYI는 플라스틱 부품의 뒤틀림에 영향을 미치는 요인을 간략하게 분석하고 그에 따른 솔루션을 제공합니다.
고르지 못한 냉각
금형의 냉각 시스템이 비합리적이거나 불충분하여 냉각 과정에서 플라스틱 부품의 여러 부분 간에 상당한 온도 차이가 발생하여 고르지 않은 수축이 발생합니다. 이러한 수축 차이로 인해 굽힘 모멘트가 발생하여 플라스틱 부품이 휘게 됩니다.
해법
냉각수의 경로, 냉각 채널의 위치를 변경하거나 냉각 스프루를 추가하는 것을 고려하십시오. 특히 수냉식에 대한 대안을 고려하십시오. 또는 순환수 냉각, 열유 냉각 등과 같은 다양한 냉각 방법을 사용하여 다양한 제품의 냉각 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
불합리한 게이트 디자인
사출 금형 게이트의 위치, 크기 및 유형을 잘못 선택하면 금형 내 플라스틱의 유동성에 영향을 미칠 수 있습니다.
유속이 감소한다는 것은 금형 내 수지의 흐름이 덜 원활해져서 게이트 지점에서 최종 충전 지점까지 상당한 압력 손실이 발생한다는 것을 의미합니다.
이러한 압력 손실은 플라스틱 분자에 물리적 압력을 가해 금형 내 응력 분포가 고르지 않게 됩니다. 사출 후 이형 과정에서 이러한 응력의 균형이 적절하게 유지되지 않으면 플라스틱 부품이 뒤틀릴 수 있습니다.
해법
적절한 크기의 게이트를 설계합니다. 게이트 크기는 제품에 사용되는 플라스틱 재료의 모양, 크기, 벽 두께 및 유형과 같은 요소를 기반으로 결정되어야 합니다. 크거나 복잡한 제품의 경우 다중 게이트 설계를 사용하여 플라스틱 유동성과 충전 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
낮은 노즐 온도
노즐 온도가 너무 낮으면 노즐을 통과하는 수지(용융 플라스틱)가 너무 빨리 냉각되어 유동성이 저하되고 금형의 모든 모서리와 복잡한 세부 사항을 완전히 채우기가 어려울 수 있습니다. 이로 인해 금형 내부의 플라스틱이 고르지 않게 수축되어 냉각 과정에서 내부 응력과 그에 따른 뒤틀림이 발생할 수 있습니다.
해법
수지가 노즐을 통과하는 동안 충분한 유동성과 온도를 유지하도록 노즐 온도를 적절하게 높입니다. 일반적으로 작업자는 노즐 구역 온도를 이전 구역 온도보다 6°C 높게 설정할 수 있습니다.
낮은 배럴 온도
배럴 온도가 너무 낮으면 용융 온도도 낮아집니다. 고속으로 강제로 성형할 경우 응력을 해제할 충분한 시간이 없이 상당한 잔류 전단 응력이 발생하여 뒤틀림이 발생하기 쉽습니다.
해법
뒤틀림을 줄이려면 재료 온도를 높이십시오. 재료 온도 설정은 각 구역을 6°C씩 올려 점진적으로 높여야 합니다. 필요한 경우 노즐과 선행 구역의 재료 온도를 중간 구역과 동일하게 설정하는 경우도 있습니다.
고르지 않은 벽 두께
벽 두께가 고르지 않으면 두꺼운 부분에서는 냉각 속도가 느려지고 얇은 부분에서는 냉각 속도가 빨라져 응력이 형성됩니다. 부품이 금형에서 제거될 때 고르지 않은 응력으로 인해 다양한 영역에서 수축과 팽창이 다르게 발생하여 뒤틀림이 발생합니다.
해법
설계 단계에서는 부품의 벽 두께를 균일하게 유지하고 두께에 큰 차이가 생기지 않도록 노력해야 합니다. 또한 모서리 디자인의 경우 응력 집중을 줄이기 위해 가능한 한 매끄럽게 만들어야 합니다.
결정질 물질
결정성 플라스틱의 뒤틀림은 주로 결정화도의 변화로 인해 발생합니다. 급속 냉각하면 결정성이 저하되어 성형수축이 감소하고, 서냉하면 결정성이 증가하고 성형수축이 커진다.
일반적으로 결정성 수지(폴리옥시메틸렌, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, PET 수지 등)에서는 비결정성 수지(PMMA 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, ABS 수지, AS 수지 등)에 비해 뒤틀림 가능성이 더 높습니다.
해법
결정성 플라스틱의 뒤틀림을 교정하기 위해 금형에 온도 차이를 설정하여 뒤틀린 면에 변형을 유도하여 응력의 균형을 맞출 수 있습니다. 이 온도차는 최소 20°C 이상이어야 하며 균일한 분포가 보장되어야 합니다.
결정성 플라스틱을 사용하여 성형 부품 및 금형을 설계할 때는 사전에 뒤틀림을 방지하는 조치를 취해야 합니다. 그렇지 않으면, 최적화된 성형조건을 적용하더라도 뒤틀림을 완전히 교정하기 어렵습니다.
부적절한 주입 압력 또는 시간
사출 압력이나 보압 시간이 충분하지 않으면 금형 내 플라스틱 충전 및 압축이 충분하지 않아 냉각 과정에서 뒤틀림이 발생할 수 있습니다.
해법
플라스틱이 금형의 모든 부품에 완전히 흘러들어 완전하게 충전될 수 있도록 사출 압력을 적절하게 높입니다. 또한 포장 시간을 늘리십시오.
플라스틱 부품의 변형을 방지하는 방법은 무엇입니까?
뒤틀림은 플라스틱 사출 성형에서 일반적이면서도 중요한 문제로, 부적절한 온도 제어, 부적절한 재료 선택 또는 툴링 설계 결함과 같은 다양한 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 뒤틀림을 효과적으로 완화하고 방지하려면 여러 측면을 해결해야 합니다.
조기 예방
설계 단계에서는 재료 선택을 보장하기 위해 제조업체와의 긴밀한 의사소통이 필수적입니다. 금형 툴링 뒤틀림을 방지하기 위해 설계, 프로세스 및 기계 설정을 철저히 고려하고 테스트합니다. 조기 예방 조치를 취하면 나중에 수리하는 데 드는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있습니다.
프로토타입 설계 및 테스트
프로토타입 설계 단계에서 엔지니어는 선택한 재료, 툴링 설계, 프로세스 및 기계 설정이 함께 작동하여 뒤틀림을 방지해야 합니다. 다양한 설계 옵션을 테스트하고 검증함으로써 잠재적인 뒤틀림 위험을 식별하고 이를 조정하고 최적화하기 위한 사전 조치를 취할 수 있습니다.
경험이 풍부한 파트너를 선택하세요
플라스틱 사출 성형 시 뒤틀림을 방지하려면 경험이 풍부한 제조업체를 선택하는 것이 중요합니다. 뒤틀림은 다양한 원인에 의해 발생할 수 있으므로 문제를 파악하고 해결하는 데 도움을 줄 수 있는 풍부한 경험과 전문 지식을 갖춘 팀이 필요합니다. 이러한 팀과 협력함으로써 우리는 제품 품질과 신뢰성을 보장하는 동시에 생산 위험을 줄일 수 있습니다.
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사출 성형의 결함은 무엇입니까?
사출 성형은 일반적인 플라스틱 가공 방법입니다. 위에서 언급한 뒤틀림 결함 외에도 생산 과정에서 발생할 수 있는 다른 결함도 있을 수 있습니다. 이러한 결함에는 흐름선, 싱크 마크, 용접선, 분사, 진공 공극, 짧은 샷, 등등. 따라서 이러한 문제를 예방하고 해결하기 위해서는 사출 성형 공정에서 일련의 조치를 취해야 합니다.
또는 다음 기사를 읽고 사출 성형 결함 예방 조치에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 15가지 일반적인 유형의 사출 성형 결함, 원인, 해결 방법
결론
뒤틀림은 플라스틱 사출 성형 공정에서 세심한 취급이 필요한 복잡한 문제입니다. 온도를 정밀하게 제어하고, 적절한 플라스틱 재료를 선택하고, 금형/도구를 합리적으로 설계하고, 숙련된 제조업체와 긴밀히 협력함으로써 이러한 현상을 효과적으로 완화하고 방지할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
사출 성형 시 변형은 주로 금형 구속력의 차이, 특히 성형 부품의 두께에 따른 차이로 인해 발생합니다. 평면 치수와 두께 치수 사이에서 발생하는 이러한 수축 불균형은 뒤틀림으로 나타나는 경우가 많으며, 특히 두께가 의도한 벽 두께를 초과할 수 있는 부품 모서리에서 두드러집니다.
금형 온도, 용융 온도, 유지/냉각 시간, 사출 속도, 유지/사출 압력은 모두 사출 성형 시 변형에 영향을 줍니다. 부품의 최대 전단 응력도 중요한 요소입니다.
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.
