플라스틱 사출 성형 제품

벽 제품이 얇을수록 게이트에서 멀어질수록 환기 홈을 여는 것이 더 중요합니다. 또한 소형 부품이나 정밀 부품의 경우 환기 홈을 여는 것도 심각하게 받아들여야 합니다. 제품의 표면 화상과 주입량 부족을 방지하는 것 외에도 제품의 다양한 결함을 제거하고 곰팡이 오염을 줄일 수 있기 때문입니다.

배출 홈에는 두 가지 주요 기능이 있습니다. 하나는 용융된 재료를 사출할 때 금형 캐비티 내의 공기를 제거하는 것이고, 다른 하나는 가열하는 동안 재료에서 발생하는 다양한 가스를 제거하는 것입니다.

그렇다면 금형 캐비티의 환기가 충분하다고 어떻게 볼 수 있을까요? 일반적으로 용융된 재료가 가장 높은 사출 속도로 사출되고 제품에 그을음이 남지 않으면 금형 캐비티의 환기가 충분하다고 볼 수 있습니다.

1. 환기 방법
금형 캐비티를 환기하는 방법은 여러 가지가 있지만, 각 방법은 다음을 보장해야 합니다. 환기하는 동안 환기 홈은 재료가 홈으로 넘치지 않도록 설계해야 합니다. 둘째, 막힘을 방지해야 합니다. 따라서 금형 캐비티의 내부 표면에서 금형 캐비티의 외부 가장자리까지 측정한 길이가 6-12mm 이상인 배기 홈 부분의 높이는 약 0.25-0.4mm 확대해야 합니다.

또한 배기 홈이 너무 많으면 해롭습니다. 배기 홈이 없는 금형 캐비티 분리 표면 부분에 작용하는 클램핑 압력이 매우 크면 금형 캐비티 재료의 콜드 플로우 또는 균열이 발생하기 쉽고 매우 위험하기 때문입니다.

금형 캐비티를 이형 표면에서 배출하는 것 외에도, 배출의 목적은 주입 시스템의 재료 흐름 끝에 배출 홈을 설정하고 이젝터 로드 주위에 틈새를 두는 것으로도 달성할 수 있습니다. 왜냐하면 배출 홈의 깊이, 너비 및 위치를 적절하게 선택하지 않으면 플래시 버가 제품의 아름다움과 정밀성에 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 위의 틈새의 크기는 이젝터 로드 주위에 플래시가 발생하지 않도록 제한됩니다.

기어와 같은 부품을 환기할 때는 아무리 작은 플래시도 바람직하지 않을 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 기어 부품은 다음과 같은 방법으로 환기하는 것이 가장 좋습니다.

(1) 유로내의 가스를 완전히 제거한다.

(2) 이형면의 접합면을 입자크기 200의 실리콘 카바이드 연마제로 쇼트피닝한다.

또한, 주입 시스템의 재료 흐름 끝에는 배출 홈이 열리며, 주로 분지 채널 끝의 배출 홈을 말합니다. 그 너비는 분지 채널의 너비와 같아야 하며, 높이는 재료에 따라 다릅니다.

2. 설계방법
복잡한 기하학적 모양의 제품 금형의 경우, 여러 번의 시범 금형을 거친 후 환기 홈의 개구부를 결정하는 것이 가장 좋습니다. 금형 구조 설계에서 전체 구조 형태의 가장 큰 단점은 환기가 잘 되지 않는다는 것입니다.

전체 금형 캐비티 코어의 경우 여러 가지 환기 방법이 있습니다.

(1) 캐비티의 홈이나 삽입부 설치부분을 이용한다.

(2) 측면의 인서트 조인트를 사용합니다.

(3) 현지에서 나선형으로 만들어줍니다.

(4) 슬롯형 슬랫 코어를 설치하고 세로 위치에 가공 구멍을 엽니다.

배기가 극도로 어려울 때는 인레이 구조를 사용합니다. 금형의 일부 사각 모서리에서 배기 홈을 여는 것이 어려울 경우, 우선 금형을 적절히 인레이 가공으로 변경하여 제품의 외관과 정밀도에 영향을 미치지 않도록 해야 합니다. 이는 배기 홈 가공에 도움이 될 뿐만 아니라 때로는 원래 가공의 어려움을 개선하고 유지 관리를 용이하게 할 수도 있습니다.

3. 배기 홈의 설계 크기
열경화성 재료의 배출은 열가소성 재료의 배출보다 더 중요합니다.

우선, 게이트 앞의 러너는 배기되어야 합니다. 배기 홈의 너비는 러너의 너비와 같아야 하며 높이는 0.12mm여야 합니다. 캐비티는 사방으로 배기되어야 하며 각 배기 홈은 재료의 유동성에 따라 25mm 간격, 6.5mm 너비, 0.075-0.16mm 높이여야 합니다. 더 부드러운 재료는 더 낮은 값을 가져야 합니다.

이젝터 로드는 가능한 한 크게 확대해야 하며, 대부분의 경우 이젝터 로드의 원통형 표면에 높이 0.05mm의 3-4개 평면을 연삭해야 하며 연삭 마크 방향은 이젝터 로드의 길이를 따라야 합니다. 연삭은 더 미세한 연삭 휠로 수행해야 합니다. 이젝터 로드의 끝면은 0.12mm의 모따기로 연삭해야 플래시가 형성되더라도 부품에 부착됩니다.

4. 결론
배기 홈을 적절히 열면 사출 압력, 사출 시간, 유지 시간 및 클램핑 압력을 크게 줄여 플라스틱 부품의 성형을 더 쉽게 만들고, 생산 효율성을 향상시키고, 생산 비용을 절감하며, 기계의 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

사실, 배기 홈을 통해 배기할 필요는 없습니다. 배기하는 다른 방법은 여러 가지가 있습니다.

(1) 배기홈을 통한 배기
대형 및 중형 플라스틱 부품을 성형하는 금형의 경우 배출되는 가스량이 많으므로 배출 홈을 일반적으로 열어야 합니다. 배출 홈은 일반적으로 이형 표면의 오목한 금형 측면에서 열립니다. 배출 홈의 위치는 멜트 플로우의 끝에 있는 것이 바람직하며 배출 홈의 크기는 가스가 넘치지 않고 원활하게 배출될 수 있다는 원칙에 기초합니다. 배출 홈의 너비는 일반적으로 약 3-5mm이고 깊이는 0.05mm 미만이며 길이는 일반적으로 0.7-1.0mm입니다.

(2) 이형면으로부터의 벤트
작은 금형의 경우, 이형면 사이의 틈새를 환기에 사용할 수 있지만 이형면은 용융 흐름의 끝부분에 위치해야 합니다.

(3) 조립부 사이의 틈새에서의 환기
오목한 금형이나 캐비티가 결합된 경우, 조립된 부품 사이의 틈새를 통풍구로 사용할 수 있습니다.

(4) 푸시로드와 금형판 또는 코어 사이의 틈새, 푸시로드와 금형판 사이의 틈새로부터의 환기는 의도적으로 증가될 수 있다.

(5) 분말상태의 미소결 합금블록으로부터의 배출
분말 미소결 합금은 구형 과립 합금을 소결하여 만든 재료입니다. 강도는 낮지만 질감이 느슨하여 가스가 통과할 수 있습니다. 이러한 합금 조각을 환기가 필요한 위치에 놓으면 환기 요구 사항을 충족할 수 있지만 바닥 환기구의 직경은 캐비티 압력에 의해 압착되고 변형되는 것을 방지하기에 너무 커서는 안 됩니다.

(6) 배기구로부터의 배출
플라스틱 용융물 합류 지점 외부에 구멍을 뚫어 가스가 배출될 수 있도록 하며, 이를 통해 좋은 환기 효과를 얻을 수 있습니다.

(7) 강제 배기
폐쇄된 가스 구역에는 배기봉을 설치합니다. 이 방법은 배기 효과가 좋지만 플라스틱 부분에 봉의 흔적이 남습니다. 따라서 배기봉은 플라스틱 부분의 숨겨진 곳에 설치해야 합니다.

사출 금형에서 가스가 발생하는 경우가 많으며, 이는 다음과 같은 요인과 관련이 있을 수 있습니다.
주입 시스템과 금형 캐비티에는 공기가 있습니다. 일부 원료에는 건조 및 제거되지 않은 수분이 포함되어 있습니다. 고온에서 수증기로 증발합니다. 사출 성형 중 고온으로 인해 일부 불안정한 플라스틱은 분해되어 가스를 생성합니다. 플라스틱 원료의 일부 첨가제는 휘발되거나 서로 반응하여 가스를 생성합니다. 동시에 배출 불량의 원인을 가능한 한 빨리 찾아야 합니다. 사출 금형의 배출 불량은 플라스틱 부품에도 문제를 일으킵니다. 주요 증상은 다음과 같습니다.

사출 성형 공정 중에 용융물은 캐비티 내의 가스를 대체합니다. 가스가 제때 배출되지 않으면 용융물 충전에 어려움을 겪어 사출량이 부족하고 캐비티를 채우지 못하게 됩니다. 배출이 불량한 가스는 캐비티에 고압을 형성하고 일정 정도의 압축으로 플라스틱 내부로 침투하여 공극, 기공, 느슨한 조직 및 은색 줄무늬와 같은 품질 결함을 유발합니다. 가스가 고압축되어 캐비티 내의 온도가 급격히 상승하여 주변 용융물이 분해되고 연소되어 플라스틱 부품의 국부 탄화 및 연소를 유발합니다. 주로 두 용융물의 합류점과 게이트 플랜지에서 발생합니다. 가스 배출이 불량하면 용융물이 각 캐비티에 다른 속도로 들어가므로 유동 흔적과 융합 흔적이 형성되기 쉽고 플라스틱 부품의 기계적 특성이 저하됩니다. 캐비티 내의 가스가 막혀 충전 속도가 감소하여 성형 주기에 영향을 미치고 세금 징수 효율이 저하됩니다.

플라스틱 부품의 거품 분포:
캐비티에 공기가 축적되어 생성된 기포는 종종 게이트 반대쪽에 분포합니다. 플라스틱 원료의 분해 또는 화학 반응으로 생성된 기포는 플라스틱 부품의 두께를 따라 분포합니다. 플라스틱 원료의 잔류 수분이 증발하여 생성된 기포는 플라스틱 부품 전체에 불규칙하게 분포합니다.

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금형 온도는 사출 성형에서 가장 중요한 변수입니다. 어떤 플라스틱을 사출하든 금형 표면이 기본적으로 젖어 있어야 합니다. 뜨거운 금형 표면은 플라스틱 표면을 액체 상태로 유지하여 캐비티에 압력을 가할 수 있습니다. 캐비티가 채워지고 캐비티 압력이 얼어붙은 피부가 굳기 전에 부드러운 플라스틱을 금속에 눌러붙일 수 있다면 캐비티 표면 온도가 높습니다.

반면, 압력이 낮은 상태에서 캐비티에 들어가는 플라스틱이 잠시 멈추면, 그 시간이 아무리 짧더라도 금속과의 미세한 접촉으로 인해 얼룩이 발생하는데, 이를 게이트 얼룩이라고도 합니다.

각 플라스틱 및 플라스틱 부품에는 금형 표면 온도에 한계가 있으며, 이를 초과하면 하나 이상의 바람직하지 않은 효과가 발생할 수 있습니다(예: 구성 요소가 플래시로 오버플로될 수 있음). 금형 온도가 높을수록 흐름 저항이 줄어듭니다.

많은 사출 성형 기계에서 이는 자연스럽게 게이트와 캐비티를 통한 흐름이 더 빨라짐을 의미하며, 사용되는 사출 흐름 제어 밸브는 이 변화를 교정하지 않기 때문에 더 빠른 충전으로 인해 게이트와 캐비티에서 더 높은 유효 압력이 발생합니다.

플래시가 발생할 수 있습니다. 더 뜨거운 모델은 고압이 형성되기 전에 플래시 영역에 들어오는 플라스틱을 동결시키지 않기 때문에 용융물이 이젝터 핀 주위로 플래시되어 파팅 라인 갭으로 넘칠 수 있습니다. 이는 우수한 사출 속도 제어가 필요함을 나타내며 일부 최신 유량 제어 프로그래머는 이를 제공합니다.

일반적으로 금형 온도를 높이면 캐비티의 플라스틱 응축 층이 줄어들어 용융된 재료가 캐비티에서 흐르기 쉬워져 부품 무게가 커지고 표면 품질이 좋아집니다. 동시에 금형 온도가 증가함에 따라 부품의 인장 강도가 증가합니다.

금형 단열 방법

많은 금형, 특히 엔지니어링 열가소성 플라스틱은 섭씨 80도 또는 화씨 176도와 같이 비교적 높은 온도에서 작동합니다. 금형이 단열되지 않은 경우 공기와 사출 성형 기계로 손실되는 열은 샷 실린더로 손실되는 열과 쉽게 같을 수 있습니다.

따라서 금형 프레임 플레이트는 단열되어야 하며, 가능하다면 금형 표면도 단열되어야 합니다. 핫 러너 금형을 사용하는 것을 고려하고 있다면 핫 러너 부분과 냉각된 사출 성형 부분 사이의 열 교환을 줄이십시오. 이 방법은 에너지 손실과 예열 시간을 줄일 수 있습니다.

용접선은 사출 성형 제품에서 가장 흔한 결함입니다. 매우 단순한 기하학적 모양의 사출 성형 부품 몇 개를 제외하고, 대부분 사출 성형 부품(일반적으로 선 모양 또는 V자 모양 홈)에서 발생하며, 특히 다중 게이트 금형과 인서트가 필요한 크고 복잡한 제품에서 발생합니다.

용접선은 플라스틱 부품의 외관 품질에 영향을 미칠 뿐만 아니라 충격 강도, 인장 강도, 파단 신장 등과 같은 플라스틱 부품의 기계적 특성에도 다양한 정도로 영향을 미칩니다. 또한 용접선은 제품 설계 및 플라스틱 부품의 수명에도 심각한 영향을 미칩니다. 따라서 가능한 한 피하거나 개선해야 합니다.

용접 자국이 생기는 주된 이유는 용융 플라스틱이 인서트, 구멍, 흐름 속도가 불연속적인 영역 또는 캐비티에서 충전재 흐름이 중단된 영역에 부딪힐 때 여러 개의 용융물이 모이기 때문입니다. 게이트 주입 충전이 발생할 때 재료가 완전히 융합될 수 없습니다.

용접 자국의 원인과 해결책:

1. 온도가 너무 낮습니다
저온 용융물의 분산 및 수렴 성능이 좋지 않고 용접 자국이 쉽게 형성됩니다. 플라스틱 부품의 내부 및 외부 표면에 동일한 위치에 용접 미세 선이 나타나는 경우 종종 재료 온도가 너무 낮아 용접이 불량한 것입니다. 이와 관련하여 배럴 및 노즐 온도를 적절히 높이거나 사출 주기를 연장하여 재료 온도를 상승시킬 수 있습니다. 동시에 금형을 통과하는 냉각수의 양을 제어하고 금형 온도를 적절히 높여야 합니다.

일반적으로 플라스틱 부품의 용접 자국의 강도는 좋지 않습니다. 용접 자국이 발생하는 금형의 해당 부분을 국부적으로 가열하고 성형 부품의 용접 부분의 국부 온도를 높이면 플라스틱 부품의 용접 부분의 강도를 종종 향상시킬 수 있습니다.

특수한 요구로 인해 저온 성형 공정을 사용해야 하는 경우 사출 속도와 사출 압력을 적절히 높여 용융물의 수렴 성능을 개선할 수 있습니다. 원료 배합에 소량의 윤활제를 추가하여 용융물의 유동 성능을 개선할 수도 있습니다.

2. 금형 결함
금형 주조 시스템의 구조적 매개변수는 유동 재료의 용접 조건에 큰 영향을 미치는데, 왜냐하면 불량 용접은 주로 용융물의 분산과 수렴으로 인해 발생하기 때문이다. 따라서 분산이 적은 게이트 폼을 최대한 사용해야 하며 게이트 위치를 합리적으로 선택하여 충전 속도가 일정하지 않고 충전 재료 흐름이 중단되는 것을 방지해야 한다. 가능한 조건에서는 1점 게이트를 사용해야 하는데, 이 게이트는 여러 개의 스트림을 생성하지 않고 용융물이 두 방향에서 수렴하지 않으며 용접 자국을 피하기 쉽기 때문이다.

금형의 주조 시스템에 게이트가 너무 많거나 너무 작은 경우, 멀티 게이트 위치가 잘못되었거나 게이트에서 유동 재료 용접 지점까지의 거리가 너무 크면 주조 시스템의 주 유동 채널 입구와 분배 채널의 유동 채널 섹션이 너무 작아서 재료 유동 저항이 너무 커져 용접이 불량해지고 플라스틱 부품 표면에 더 뚜렷한 용접 자국이 생깁니다. 이와 관련하여 게이트 수를 최대한 줄이고 게이트 위치를 합리적으로 설정하고 게이트 섹션을 늘리고 보조 유동 채널을 설정하고 주 유동 채널과 분배 채널 직경을 확장해야 합니다.

낮은 온도의 용융 재료가 금형 캐비티에 주입되어 용접 자국이 생기는 것을 방지하기 위해, 금형 온도를 높이는 동시에 금형에 차가운 재료 구멍을 뚫어야 합니다.

또한 플라스틱 부품의 용접 자국이 생성되는 위치는 고압 금형 충진으로 인해 플래시를 생성하는 경우가 많고, 이러한 플래시가 생성된 후에는 용접 자국이 수축 구멍을 생성하지 않습니다. 따라서 이러한 플래시는 종종 문제 해결에 사용되지 않고 금형에서 플래시가 생성되는 위치에 매우 얕은 홈을 열어 플라스틱 부품의 용접 자국을 추가 플래시 윙렛으로 옮긴 다음 플라스틱 부품이 형성된 후 윙렛을 제거합니다. 이는 또한 용접 자국 결함을 문제 해결하는 일반적인 방법입니다.

3. 곰팡이 배출이 불량하다
용융 재료의 용접선이 금형 조인트 라인 또는 금형 코킹과 일치할 경우, 금형 캐비티 내의 다중 유동 재료 흐름에 의해 압축된 공기는 금형 조인트 갭 또는 코킹에서 방출될 수 있습니다.
그러나 용접선이 금형 접합선이나 코킹과 일치하지 않고 배출구가 제대로 설정되지 않으면 금형 캐비티의 유동재에 의해 압착된 잔류 공기가 배출되지 않고 기포가 고압 하에서 강하게 압착되어 본체가 점차 작아지고 최종적으로 점으로 압축됩니다. 압축 공기의 분자 운동 에너지가 고압 하에서 열 에너지로 전환되기 때문에 용융 합류점의 온도가 상승합니다. 온도가 원료의 분해 온도와 같거나 약간 높으면 용접점에 노란색 반점이 나타납니다. 온도가 원료의 분해 온도보다 훨씬 높으면 용접점에 검은색 반점이 나타납니다.
일반적으로 플라스틱 부품 표면의 용접 마크 근처에 나타나는 이러한 반점은 항상 동일한 위치에 반복적으로 나타나고 나타나는 부분은 항상 합류 지점에 규칙적으로 나타납니다. 작동 중에 이러한 반점을 불순물 반점으로 오인해서는 안 됩니다. 이러한 반점의 주된 원인은 금형 배출이 불량하기 때문이며, 이는 용융 재료의 고온 분해 후 형성된 탄화 지점입니다.
이러한 유형의 고장이 발생한 후에는 먼저 금형 통풍구가 응고된 재료나 용융물의 다른 물체에 의해 막혔는지, 게이트에 이물질이 있는지 확인하십시오. 막힘을 제거한 후에도 탄화 지점이 여전히 나타나면 금형 합류 지점에 통풍구를 추가하십시오. 게이트를 다시 배치하거나 기계적 힘을 적절히 줄이고 통풍 간격을 늘려 재료의 합류를 가속화할 수도 있습니다. 공정 작업 측면에서 재료 온도 및 금형 온도를 낮추고 고압 사출 시간을 단축하고 사출 압력을 낮추는 것과 같은 보조 조치를 취할 수도 있습니다.

4. 이형제의 부적절한 사용
이형제를 과도하게 사용하거나 품종을 잘못 선택하면 플라스틱 부품 표면에 용접 자국이 생깁니다. 사출 성형에서는 일반적으로 소량의 이형제를 탈형하기 어려운 나사산과 같은 부품에만 고르게 도포합니다. 원칙적으로 이형제의 양은 최소화해야 합니다.

다양한 이형제의 선택은 성형 조건, 플라스틱 부품 형상 및 원료 종류에 따라 결정해야 합니다. 예를 들어, 순수 아연 스테아레이트는 폴리아미드 및 투명 플라스틱을 제외한 다양한 플라스틱에 사용할 수 있지만 오일과 혼합한 후 폴리아미드 및 투명 플라스틱에 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 실리콘 오일 톨루엔 용액은 다양한 플라스틱에 사용할 수 있으며 한 번 도포한 후 장시간 사용할 수 있지만 도포 후 가열 및 건조해야 하며 사용이 비교적 복잡합니다.

5. 무리한 플라스틱 구조 설계
플라스틱 부품의 벽 두께가 너무 얇게 설계되고, 두께 차이가 너무 크고, 인서트가 너무 많으면 용접 불량이 발생합니다. 얇은 벽의 부품을 성형할 때 용융 재료가 너무 빨리 응고되고, 용융 재료가 금형 충전 공정 중에 항상 얇은 벽에 모여 용접 자국을 형성하기 때문에 결함이 발생하기 쉽습니다. 얇은 벽에 용접 자국이 발생하면 플라스틱 부품의 강도가 감소하여 성능에 영향을 미칩니다.

따라서 플라스틱 부품의 형상 구조를 설계할 때 플라스틱 부품의 가장 얇은 부분이 성형 시 허용되는 최소 벽 두께보다 커야 합니다. 또한 인서트 사용을 최소화하고 벽 두께를 가능한 한 일관되게 유지해야 합니다.

6. 기타 이유
사용하는 원료의 수분이나 휘발성 물질 함량이 너무 높거나, 금형 내의 오일 얼룩이 세척되지 않았거나, 금형 캐비티 내에 차가운 재료가 있거나, 용융물 내의 섬유 필러가 제대로 분포되지 않았거나, 금형 냉각 시스템이 합리적으로 설계되지 않았거나, 용융물이 너무 빨리 응고되거나, 인서트 온도가 너무 낮거나, 노즐 구멍이 너무 작거나, 사출성형기의 가소화 능력이 부족하거나, 사출성형기 배럴 내의 압력 손실이 너무 큰 경우, 여러 가지 정도의 불량 용접이 발생합니다.

이와 관련하여 작업 과정에서는 상황에 따라 원자재 사전 건조, 금형 정기 세척, 금형 냉각수 채널 설정 변경, 냉각수 흐름 제어, 인서트 온도 증가, 더 큰 구멍이 있는 노즐 교체 및 더 큰 사출 성형기 사용과 같은 조치를 취해 문제를 해결해야 합니다.