사출 성형 설계 지침 및 팁

사출 성형은 용융된 재료를 금형 캐비티에 주입하여 원하는 형상을 만드는, 널리 사용되는 제조 공정입니다. 이 공정은 간단한 가정용품부터 자동차, 항공우주, 의료 등 산업에 사용되는 정교한 부품에 이르기까지 다양한 플라스틱 부품 및 제품을 생산하는 데 널리 사용됩니다. 성공적인 사출 성형 도구를 설계하려면 최종 제품이 품질 기준을 충족하고 비용 효율적인지 확인하기 위해 다양한 요소를 신중하게 고려해야 합니다.

제조 가능성을 위한 설계

사출 성형용 부품을 설계할 때는 제조성을 극대화하고 생산 비용을 최소화하기 위해 여러 요소를 고려해야 합니다. 특히 부품의 형상을 고려해야 합니다. 간단하고 균일한 형상은 성형이 용이하고 사이클 시간이 단축되어 생산 비용이 절감됩니다. 또한, 벽 두께가 일정하도록 부품을 설계하면 싱크 마크나 휨과 같은 결함을 방지하는 데 도움이 됩니다. 가능하다면 날카로운 모서리와 가장자리를 피하는 것도 성형성을 향상시키고 부품 결함 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다.

제조 가능성에 대한 또 다른 중요한 고려 사항은 드래프트 각도입니다. 수직 벽면에는 금형에서 부품을 쉽게 꺼낼 수 있도록 드래프트 각도가 필요합니다. 적절한 드래프트 각도가 없으면 부품이 금형 표면에 달라붙어 생산 지연 및 결함으로 이어질 수 있습니다. 각 면당 최소 1도의 드래프트 각도를 제공하는 것이 권장되지만, 정확한 각도는 부품의 형상 및 재질에 따라 달라질 수 있습니다.

부품 설계 외에도 설계자는 사출 성형용 재료 선택도 고려해야 합니다. 재료 선택은 부품 품질, 생산 비용 및 성능 특성에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 재료 선택 시 고려해야 할 요소에는 기계적 특성, 내화학성, 열 안정성, 비용 등이 있습니다. 재료 공급업체 및 성형업체와 긴밀히 협력하면 선택한 재료가 필요한 사양을 충족하고 사출 성형 공정에 적합한지 확인하는 데 도움이 됩니다.

게이트 디자인

게이트는 사출 성형 공정에서 용융된 재료가 금형 캐비티로 유입되는 지점입니다. 적절한 게이트 설계는 우수한 부품 품질을 달성하고 플래시, 웰드라인, 제팅과 같은 결함을 방지하는 데 필수적입니다. 사출 성형에는 엣지 게이트, 터널 게이트, 핫 러너 시스템 등 여러 유형의 게이트가 일반적으로 사용됩니다. 게이트 유형 선택은 부품 형상, 재료 특성, 생산량 등의 요인에 따라 달라집니다.

게이트를 설계할 때 설계자는 적절한 재료 흐름과 패킹을 보장하기 위해 게이트의 위치, 크기 및 형태를 고려해야 합니다. 게이트 위치는 금형 캐비티의 균일한 충전을 가능하게 하고 흐름 제한을 최소화할 수 있도록 전략적으로 배치해야 합니다. 게이트 크기와 형태는 재료 열화를 방지하고 부품의 적절한 패킹을 보장하도록 최적화되어야 합니다. 또한 게이트 제거 후 부품에 남는 흔적인 게이트 흔적도 고려해야 합니다. 게이트 흔적을 최소화하면 부품의 미관을 개선하고 후가공 작업량을 줄일 수 있습니다.

설계자는 게이트 설계 외에도 게이트 베스티지(gate vestige)도 고려해야 합니다. 게이트 베스티지는 탈형 공정 중 게이트가 제거된 후 부품에 남는 자국이나 흉터입니다. 게이트 베스티지를 최소화하는 것은 부품의 미관을 개선하고 샌딩이나 연마와 같은 후가공 작업의 필요성을 줄이는 데 중요합니다. 게이트 베스티지는 적절한 게이트 위치, 크기, 형상을 선택하고 사출 속도 및 압력과 같은 공정 변수를 최적화함으로써 최소화할 수 있습니다.

벽 두께

고품질 사출 성형 부품을 생산하려면 벽 두께를 균일하게 유지하는 것이 필수적입니다. 벽 두께가 일정하지 않으면 싱크 마크, 휨, 기포와 같은 결함이 발생하여 부품의 미관과 기능성 모두에 영향을 미칩니다. 벽 두께를 균일하게 유지하려면 설계자는 부품의 형상을 최대한 단순하게 유지하고 벽 두께의 급격한 변화를 피해야 합니다.

다양한 두께의 부품을 설계할 때는 사출 성형 공정 중 재료 흐름과 보압 거동을 고려하는 것이 중요합니다. 두꺼운 부분은 얇은 부분보다 냉각 속도가 느려 불균일한 수축과 휨이 발생할 수 있습니다. 이 문제를 완화하기 위해 설계자는 리브, 보스, 코어링과 같은 형상을 적용하여 벽 두께를 제어하고 균형 잡힌 냉각을 촉진할 수 있습니다. 리브 구조를 가진 부품을 설계하면 부품의 강성과 강도를 향상시켜 하중 하에서 파손 위험을 줄일 수 있습니다.

부품 설계 외에도 금형 설계는 균일한 벽 두께를 확보하고 결함을 최소화하는 데 중요한 역할을 합니다. 금형은 부품의 균일한 냉각을 촉진하고 휨을 유발할 수 있는 온도 차이를 방지하기 위해 적절한 냉각 채널을 갖추어야 합니다. 또한, 적절하게 설계된 금형은 성형 공정 중 부품의 변형을 방지하기 위해 균일한 클램핑력과 압력 분포를 가져야 합니다. 금형 설계자 및 성형업체와 긴밀히 협력하면 특정 부품의 형상 및 재료 특성에 맞춰 금형 설계를 최적화할 수 있습니다.

언더컷을 피하세요

언더컷은 부품이 금형 캐비티에서 직선 운동으로 이형되는 것을 방지하는 특징입니다. 언더컷은 사출 성형 공정을 복잡하게 만들 수 있으며, 부품 이형을 용이하게 하기 위해 사이드 코어, 슬라이드 또는 리프터와 같은 추가 금형 구성 요소가 필요할 수 있습니다. 언더컷을 최소화하는 것은 금형 설계를 간소화하고, 생산 비용을 절감하며, 사이클 타임을 단축하는 데 필수적입니다.

사출 성형 부품을 설계할 때 설계자는 언더컷을 최소화하거나 제거하여 제조 공정을 간소화해야 합니다. 필렛, 테이퍼, 관통 구멍과 같은 형상을 적용하여 부품 배출을 용이하게 함으로써 이를 달성할 수 있습니다. 언더컷이 불가피한 경우, 설계자는 금형 설계자와 협력하여 접이식 코어 기술이나 나사 풀림 장치와 같은 솔루션을 구현하여 복잡한 부품 형상을 수용할 수 있습니다.

부품 설계 외에도 금형 설계는 언더컷 문제를 해결하고 효율적인 부품 배출을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 금형은 슬라이딩 코어나 리프터와 같이 언더컷 문제를 해결하는 적절한 메커니즘을 갖추어야 하며, 이를 통해 부품이 금형 캐비티에서 쉽게 분리될 수 있도록 해야 합니다. 적절하게 설계된 금형은 재료 수축, 부품 형상, 배출력 등의 요소도 고려하여 배출 중 부품 변형이나 손상을 방지해야 합니다. 금형 설계자 및 성형업체와 협력하여 설계자는 언더컷 문제를 해결하고 사출 성형 공정을 최적화하는 효과적인 솔루션을 개발할 수 있습니다.

표면 마감

사출 성형 부품의 표면 마감은 전반적인 미적 감각과 기능적 성능에 중요한 역할을 합니다. 매끄럽고 균일한 표면 마감은 부품의 외관을 개선하고, 이형성을 향상시키며, 마찰과 마모를 줄여줍니다. 원하는 표면 마감을 얻으려면 부품 설계, 금형 설계, 재료 선택 및 가공 매개변수를 신중하게 고려해야 합니다.

사출 성형 부품을 설계할 때, 설계자는 원하는 표면 마감을 얻기 위해 구배 각도, 질감, 게이트 위치와 같은 요소를 고려해야 합니다. 구배 각도는 부품 배출을 용이하게 하고 드래그 마크나 스커핑과 같은 표면 결함을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 금형 캐비티에 질감을 부여하면 부품의 미관을 개선하고 촉각적 피드백을 제공할 수 있습니다. 게이트 위치는 게이트 흔적을 최소화하고 표면 결함을 방지하기 위해 전략적으로 배치해야 합니다.

부품 설계 외에도 금형 설계는 원하는 표면 마감을 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 금형 캐비티는 부품 표면에 긁힘, 패임, 거칠기와 같은 결함이 없도록 지정된 마감 수준으로 연마해야 합니다. 금형 표면을 적절하게 관리하는 것 또한 표면 마감 품질을 유지하고 시간 경과에 따른 품질 저하를 방지하는 데 필수적입니다. 성형업체 및 마감업체와 협력하면 원하는 표면 마감 사양을 충족하고 최종 부품이 품질 기준을 충족하도록 보장할 수 있습니다.

결론적으로, 성공적인 사출 성형 도구를 설계하려면 제조 가능성을 극대화하고, 결함을 최소화하며, 원하는 부품 품질을 달성하기 위해 다양한 요소를 신중하게 고려해야 합니다. 설계 지침과 팁을 준수함으로써 설계자는 부품 설계, 게이트 설계, 벽 두께, 언더컷 및 표면 마감을 최적화하여 성공적인 사출 성형 생산을 보장할 수 있습니다. 최종 제품이 품질 기준을 충족하고 고객 요구 사항을 충족하도록 하려면 재료 공급업체, 금형 설계자 및 성형업체와의 협력이 필수적입니다. 설계자는 모범 사례를 적용하고 최신 기술과 기법을 활용함으로써 업계 표준을 충족하고 고객 기대치를 뛰어넘는 고품질 사출 성형 부품을 제작할 수 있습니다.