사출 성형 수축은 단순히 냉각 단계 동안 폴리머가 수축하는 정도를 나타냅니다. 사출 성형 과정에서 용융된 플라스틱 재료가 고압 하에 금형 캐비티에 주입되고, 플라스틱 재료가 냉각되면서 고체화될 때 수축합니다. 이 수축은 성형된 부품이 의도한 크기보다 작아지고 뒤틀림으로 알려진 고르지 않은 모양을 가질 수 있습니다.
사출 성형 수축은 사용된 플라스틱 재료의 유형, 부품 설계 및 가공 조건에 따라 다를 수 있습니다. 최종 부품이 요구되는 사양을 충족하도록 설계 및 도구 단계에서 예상 수축을 고려하는 것이 중요합니다.
안전하게 하기 위해 제조업체는 종종 금형 캐비티를 과대 설계하거나 부품에 추가 재료를 추가하여 수축을 보상합니다. 그런 다음 성형 후 원하는 치수를 달성하기 위해 다듬거나 가공합니다.
금형 수축률
생산을 시작하기 전에 금형 수축률을 예측하여 추가 비용과 조정을 제거해야 합니다. 모든 플라스틱 재료에는 최소 및 최대 수축률이 있으며, 이는 성형 시점에서 완전히 냉각될 때까지 플라스틱의 변화를 평가하는 데 도움이 됩니다. 이와 같은 수축률에 영향을 미치는 다른 요인들도 고려해야 합니다.
플라스틱 사출 성형 수축의 유형
약 네 가지 유형의 플라스틱 사출 성형이 있으며, 각각 고유한 조건에서 발생합니다. 다음과 같습니다.
지역 수축: 이는 금형 게이트에 가장 가까운 제품 부품과 충전 영역 끝에 가장 가까운 영역 사이의 수축률이 다를 때 발생합니다. 이로 인해 게이트 근처의 부품이 더 두꺼워지고 다른 쪽 끝이 약간 얇아집니다. 따라서 두꺼운 부품이 얇은 부품을 당기게 되어 뒤틀린 수축이 발생합니다.
두께 수축: 이는 동일한 금형의 상단과 하단 영역이 냉각 속도에서 차이가 있을 때 발생합니다. 상단 부분이 하단 부분보다 더 빨리 냉각되는 상황이며, 이 차이로 인해 금형 부품이 차가운 쪽으로 구부러지며 새로운 형태로 고정될 때까지 점점 더 수축합니다.
방향 수축: 이는 분자 및 섬유 정렬의 차이로 인한 결과입니다. 수축은 금형 재료의 방향과 흐름 방향에 평행하고 수직으로 나타납니다. 따라서 재료는 재료의 흐름 방향에서 더 많이 수축합니다.
평면 내 수축: 폴리머는 두께 방향보다 표면 평면에서 더 강하게 수축하는 것이 일반적입니다. 이는 두꺼운 부분의 구속 부족을 의미하는 금형 구속이라는 조건에 의해 발생합니다. 이 수축 차이는 모서리에서 심각한 뒤틀림을 일으키며 제품을 손상시키고 사용할 수 없게 만들 수 있습니다.
금형 수축률을 어떻게 계산합니까?
플라스틱 사출 수축률을 계산하는 가장 설득력 있는 방법은 냉각 및 게이팅 요구 사항을 모방하는 프로토타입 도구를 개발하는 것입니다. 이 기술은 정확한 수축 측정을 제공할 뿐만 아니라 생산이 시작되기 전에 잠재적인 결함이 예측된 경우 도구를 변경할 기회를 제공합니다.
금형 수축률을 계산하는 단계는 다음과 같습니다:
먼저 금형의 원래 치수를 결정합니다.
다음으로, 성형된 부품의 치수를 결정합니다.
세 번째로, 성형된 부품의 치수를 금형의 원래 치수에서 뺍니다.
마지막으로, 치수 차이를 금형의 원래 치수로 나누고 100을 곱하여 금형 수축률 백분율을 구합니다.
금형 수축률 백분율을 계산한 후, 주어진 사양과 비교하여 답을 확인합니다.
금형 수축의 원인
플라스틱 부품 제조에서 수축은 사출 성형에서 냉각 단계 동안 폴리머가 수축하는 정도를 나타내는 정상적인 과정입니다. 수축의 주요 원인은 녹은 플라스틱의 밀도에서 냉각된 고체 상태의 밀도로의 전환입니다. 냉각 단계 동안 발생하지만, 부품이 배출된 후에도 수분과 온도가 안정화되면서 최소한의 수축이 계속될 수 있습니다. 부품의 일부가 고르지 않게 수축하면(이를 뒤틀림이라고 함) 심각한 부품 결함을 초래할 수 있습니다. 폴리머 밀도의 변화 외에도 가변 수축을 촉진하는 다른 요인들도 있습니다.
사출 성형 수축의 다른 원인
수축은 플라스틱 구성 및 재료의 특성, 그리고 흐름 속도 및 온도와 같은 가공 조건 및 부품 설계에 의해 영향을 받습니다. 이러한 원인들을 검토해 봅시다:
플라스틱 구성: 폴리에틸렌과 같은 반결정성 플라스틱은 ABS와 같은 비정질 플라스틱보다 수축률이 높습니다. 반결정성 플라스틱의 분자 구조는 폴리카보네이트와 같은 비정질 폴리머보다 더 작고 더 조밀한 구조를 형성합니다.
분자량: 분자량이 높은 수지는 사출 금형을 채울 때 점도가 높고 캐비티 내에서 압력 강하가 큽니다. 이 낮은 압력은 최종 부품의 수축률을 높일 수 있습니다.
첨가제: 유리 및 세라믹 섬유와 같은 충전제는 열팽창이 낮아 냉각 과정에서 수축이 덜 발생합니다.
스트레스 수준: 성형 과정에서 부품이 스트레스를 받는 시간과 온도는 과도한 유체를 발생시켜 과도한 수축과 취약성을 초래할 수 있습니다.
이러한 원인 외에도 사출 압력, 용융 및 금형 온도, 부품의 기하학적 구조와 같은 다른 변수들이 있습니다. 수축에 영향을 미치는 요인이 많기 때문에 제조업체와 협력하여 부품의 수축률을 정확하게 계산하여 결함을 방지하는 것이 중요합니다.
사출 성형 중 수축을 제어하는 방법?
모든 재료에는 제조업체가 제공하는 수축률이 있습니다. 이는 플라스틱이 성형된 후 완전히 냉각될 때까지의 변화를 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. 모든 재료는 가열되면 팽창하고 실온으로 냉각되면 수축합니다. 플라스틱 제품의 모든 치수는 냉각 기간 동안 일정량 수축합니다. 이 수축을 제어하는 것이 최종 제품을 완성하는 열쇠가 될 수 있습니다. 사출 성형 과정에서 수축을 제어하는 몇 가지 방법에 대해 이야기해 봅시다.
재료의 온도
플라스틱 수지를 가열할 때 온도를 조정하는 것은 수축 제어에 중요합니다. 재료가 부어지기 전에 더 높은 온도로 가열될수록 분자가 더 많이 팽창합니다. 냉각되면서 이 분자들은 다시 수축합니다. 부을 때 플라스틱의 온도가 낮을수록 냉각 과정에서 수축이 덜 발생합니다.
금형의 온도
금형 온도를 제어하면 수축을 제어할 수 있습니다. 차가운 금형을 사용하면 부품의 외곽이 전체 공간을 제대로 채우고 압축되기 전에 건조됩니다. 뜨거운 금형을 사용하면 차가운 금형보다 수축이 덜 발생합니다. 플라스틱 재료의 분자가 금형을 채우고 올바른 압력을 달성하기 전에 계속 자유롭게 움직일 수 있게 합니다.
압력 조정
플라스틱 재료를 주입하는 데 사용되는 압력의 힘은 수축률에 직접적인 영향을 미칩니다. 이는 재료를 제자리에 채우는 데 필요한 압력입니다. 재료가 더 단단히 채워질수록 냉각 시 움직일 여지가 줄어듭니다. 주입 시 압력이 높을수록 플라스틱의 수축이 줄어듭니다.
플라스틱이 고체화될 때까지 압력을 가하면 수축이 제한됩니다. 플라스틱이 완전히 냉각되기 전에 압력을 해제하면 수축이 악화됩니다. 플라스틱이 냉각되면서 일반적인 수축 패턴을 역전시키기 위해 제자리에 고정하면 수축을 제어할 수 있지만, 이 과정은 더 오래 걸리고 비용이 더 많이 듭니다. 플라스틱 부품에 공기를 강제로 불어넣는 것도 안정화에 도움이 됩니다.
냉수 침지
플라스틱 부품을 빠르게 냉각하는 또 다른 방법은 실온의 물에 담그는 것입니다. 이는 재료를 녹는점 이하로 냉각시켜 성형 후 수축을 멈춥니다. 이는 플라스틱의 내부 벽이 외부 벽보다 더 오래 걸려 냉각되고 고체화되는 것을 돕습니다. 그러나 이는 제품에 스트레스를 주기 때문에 약간 위험할 수 있습니다. 플라스틱이 극한 온도에 노출되면 균열이나 파손이 발생할 수 있습니다.
플라스틱 제품이 냉각되면서 어떻게 수축하고 휘어질지를 결정하는 것은 완벽한 최종 제품을 얻는 데 중요합니다. 재료가 냉각되는 방식을 제어하는 방법을 찾으면 부품이 매번 원하는 대로 나올 수 있습니다. 사출 성형 프로젝트에서는 일관된 결과가 필요합니다. 재료의 조성, 금형 치수 및 처리 세부 사항은 모두 수축에 영향을 미칩니다. 수축을 제어하는 최상의 방법을 찾아 다음 사출 성형 프로젝트에서 최상의 결과를 얻을 수 있도록 도와드리겠습니다.
결론
사출 성형 수축은 플라스틱 부품 제조에서 흔한 문제입니다. 그러나 수지의 수축률을 평가하여 폴리머의 신뢰성을 확인하고, 폴리머의 조성, 사출 성형 과정 및 플라스틱 부품의 형태를 평가하는 등의 단계를 따르면 이를 방지할 수 있습니다. 이러한 모든 요소는 수축 발생을 방지하는 데 중요한 역할을 합니다.
전반적으로 플라스틱 사출 성형에서 수축의 원인과 해결 방법을 이해하는 것은 모든 사출 성형 과정의 성공을 결정하는 중요한 요소입니다.
