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사출 금형 관련

사출 불량 대책 :웰드라인,박리,Crazing,흑점,Void

작성자하늘|작성시간07.02.26|조회수2,215 목록 댓글 0
웰드라인 (Weldline/Knuckle Line)
    별칭 : Weld line, Weld Mark, Spilt Mark, Knuckle Line, 웰드마크, 스플릿마크

현상설명
표면에 금속용접시의 접합 흔적이 남는다.

원인 및 조치사항
    원인 : 사출속도가 너무 느려서 금형으로 열을 빼앗긴 수지가 서로 만나면 발생한다.
     → 대책 : 사출속도를 높인다.
    원인 : 사출속도가 너무 빨라서 gas vent가 충분히 이루어지지 않아 공기가 단열압축
되면서 수지 흐름이 지체되어 금형으로 열을 빼앗긴 수지가 서로 만나면
발생한다. 충진말단 부위에 많이 발생한다.
     → 대책 : Weldline부 Gas-vent를 점검하고 사출속도를 조절한다.
    원인 : 서로 다른 두 흐름이 만날 때의 수지 온도가 낮아서 발생한다.
     → 대책 : 수지온도/금형온도를 올린다.
    원인 : 사출압력이 낮아서 충분한 속도를 유지하지 못하여 발생한다.
     → 대책 : 사출압력을 높인다.

    원인 : gas vent가 잘 안되면 weldline 이
생길 수 있다.
    → 대책 : Tub를 만들어 weldline을 tub로
이동시키고 tub에 vent를 설치하여,
생긴 weld는 tub를 제거함으로 해결한다.
    원인 : gas vent가 제대로 되지 않아 공기의
저항으로 수지의 흐름이 방해를 받아
체류하면서 냉각되어 weldline이
발생한다.
     → 대책 : gas vent가 잘 이루어지도록 금형을
수정/청소한다. Parting line, Slide pin,
Core pin, Porous steel 등을 이용하여
gas vent를 한다.



    원인 : Hole이 있는 제품이나 2개 이상의 gate를 사용할 때, 수지가 서로 만나는 곳에서
Weldline이 발생한다.
     → 대책 :  
           - gate의 위치, 갯수를 조정하여 weldline을 다른 곳으로 이동시킨다.
           - 가열냉각
             * Weldline에 Halogen Lamp로 가열하여 weldline을 없애고 냉각한다.
             * 금형표면 온도를 200℃로 가열하므로 금형의 치수가 변한다.
             * 내구성 : 가열, 냉각이 반복되므로 금속의 내구성이 요구된다.
           - 금형내 가공
             * 수지가 흐른 후, 보압이 걸린 상태에서 pin으로 구멍을 뚫어 weldline을
없애는 방법이다.

    SCORIM : Weld를 완전히 제거하는 방법
(영국에서 개발하였고, 일본 미쓰비시화학이 영국의 허가를 얻어 실시)
    → Twin head nozzle을 이용하여 alternative하게 사출
    → GF사용시 유리하다. : Weldline에서 강도가 요구될 때 배향시킨다.
    → 살두께가 두꺼워야 가능하다.
    사출압축성형
    → Cavity 내로 수지를 사출하고는 압력을 가해 압축시킨다.

 

               


박리 (Delamination)
    별칭 : 벗겨짐, 나미, Delamination

현상설명
성형품의 Skin층(얇은부)이 벗겨지는 현상(Gate부,얇은 부분에서 주로 바랭)성형품이 층상으로 겹친 상태가 되어, 벗기면 마치 운모같이 층층으로 벗겨지는 현상

원인 및 조치사항
    원인 : 섞이지 않는(상용성이 없는) 이종 수지가 혼합된 경우에 발생되며, 이러한
경우는 퍼어지(Purge)가 불완전하여 생기는 경우 (사출시 실린더 내에서
혼합인 경우) 와 원료 자체가 오염되었을 경우이다
    → 대책 : 퍼어지를 충분히 한다
    → 대책 : 경우에 따라 실린더 안을 청소한다.

    원인 : 수지온도, 금형온도가 매우 낮을때, 금형면에 접촉한 수지가 즉시 고화하여
발생한다. (매우 극단적인 경우이나 이종 수지가 혼합된 경우 더 심하게
발생할수 있다)
    → 대책 :  
          - 수지 온도, 금형 온도 올린다.
          - 배압, RPM을 조절한다.
          - 수지 건조를 충분히 한다.

    원인 : Runner, Gate가 너무 적거나, 성형품이 얇고 복잡하여, 충진시 전단응력이
과다하여 발생 한다.
    → 대책 : Runner, Gate를 키우고, 충진시 전단응력을 고려하여 금형을 설계한다.

 


Crazing/Cracking (Crazing/Cracking)
    별칭 : 깨짐

현상설명
제품 두께 차이에 의한 냉각속도 차이로 인해 고화층과 용융층 사이의 계면에서 고점도로 인해 전단응력이 생기고 탄성한계를 넘으면 제품의 내부 혹은 외부에 균열이 발생한다.

원인 및 조치사항
    원인 : Insert 성형시 금속과 수지의 열팽창(수축율)의 차이에 의해 crack 발생한다.
    → 대책 : Insert 금속을 50∼60℃(100℃의 경우도 있다)로 예열 후 사출하면
개선가능하다.

    원인 : 사출압이나 압력이 지나쳐서 전단응력이 심하고, 잔류응력으로 발생한다.
    → 대책 :  
          - 사출압력을 낮춘다.
          - 보압을 낮춘다.
          - 보압작용 시간을 낮춘다
          - 수지온도를 올린다
          - 금형온도를 올린다.
          - Annealing하여 Crack/Crazing을 방지한다(열변형 온도보다 15 ∼ 20℃ 낮은
환경에서 실시한다).

 

 

흑점/흑화/회색반점/ 흑조/갈흔 (Black steak, Brown striation)
    별칭 : 흑조,갈흔,탄화,흑과,회색반점

현상설명
표면에 흑갈색의 반점/줄무늬가 발생한다.

원인 및 조치사항
    원인 : cylinder 내의 nozzle 부근의 틈에 끼어서 오래 체류하여 검게 탄 수지가
제품으로 유입되어 발생한다.
    → 대책 : Nozzle 내부 틈 사이를 자주 청소하여 사용한다.
    원인 : screw의 역류방지 ring 사이에 끼어서 오래 체류한 수지가 검게 탄 수지가
제품으로 유입되어 발생한다.
    → 대책 : 역류방지 ring 등을 자주 청소하여 사용한다.
    원인 : screw 표면에 상처가 생겨서 channel에 끼어서 흐르지 않고 있다가 탄화된
것이 제품으로 유입되어 발생한다.
    → 대책 : screw의 표면을 수리하고, 필요하다면 Coating하여 수지가 점착되는
정도를 낮춘다.
    원인 : 용융이 용이한 수지를 압축 zone이 짧거나 계량 zone이 긴 screw를 사용하여
과열/분해된 수지가 제품으로 유입되어 발생한다.
    → 대책 : screw의 교체를 통해 가소화 과정 중 압축,계량영역에서 과열을 받지
않도록 한다.

    원인 : gate에서의 마찰열에 의한 탄화되어 나타난다.
    → 대책 : 사출속도를 낮춘다.
    → 대책 : 사출압력을 내린다.
    원인 : 배압이 부족하여 산소가 유입되어 탄화
    → 대책 : 배압을 높인다.
    원인 : 작업 종료 후 purge과정없이 동종 수지를 사용할 때 과열/냉각/과열과정을
받아 탄화되어 나타난다.
    → 대책 : 보온공정을 실시한다.
          - Acryl의 경우 220℃로 작업하다가 휴일에 그냥 상온으로 내리면 흑점의 소지가 있다. 100℃로 계속 유지시켜 놓으면(보온), 다음 사출작업시 흑점이 발생하지 않는
경우가 있다.
          - PP(식품용 grade-첨가제 없는 것), PE(의료용 grade-첨가제 없는 것), PMMA 등도 보온하면 흑점 제거에 효과를 많이 볼 수 있다. 완전히 없앨 수는 없다.

    원인 : 금형 내에서 배기불량에 의해 수지가 검게 탄 것.
    → 대책 : Gas vent가 잘 이루어지도록 vent를 청소하거나 키운다.
    원인 : 금형의 윤활유가 흘러나와 금형표면에 묻어있다가, 유입된 수지에 의해
탄화해서 생김.
    → 대책 : 금형 청소를 자주 한다.

    원인 : ABS로 사출 후 PC/ABS로 수지를 변경하여 사출하면 10% 이상의 불량률이
나올 정도로 흑점이 많이 발생한다. 고온에서 용융되는 PC/ABS 때문에
기존에 스크류 내에 있는 ABS가 탄화되거나, 이미 고온과정을 거친
PC/ABS가 스크류에 달라붙어 있다가 탄화되어 사출시 찌꺼기가 조금씩
묻어 나옴.
    → 대책 : PC/ABS , ABS 수지 교체시 고점도 PE로 배럴 내부 청소를 잘하면 개선된다.

 

 


Void
    별칭 : 핀홀

현상설명
제품의 내부/외부에 기포자국이 발생한다.

원인 및 조치사항
    원인 : 두꺼운 부분의 부피 수축 만큼 수지가 보충되지 않아 Void가 발생한다.
    → 대책 :  
          - 사출압력을 높인다.
          - 보압을 올린다.
          - 보압시간을 올린다.
          - 사출속도를 높인다.
    원인 : 보압을 충분히 올리더라도 수지온도와 금형온도를 올리지 않으면 유동거리에
따른 압력손실이 발생하여 수축을 보상할 만큼의 수지가 공급되지 못한다.
    → 대책 : 수지온도를 올린다.
    → 대책 : 금형온도를 올린다.

    원인 : 살두께가 급격히 변화하면 압력전달이 원활하지 못해 표면은 쉽게 고화되고,
내부는 수축이 심하여 발생한다.
    → 대책 : 살두께의 급격한 변화를 방지하는 설계를 해야 한다.
    원인 : 보압을 충분히 가하여도 gate가 얇은 부위에 있으면 압력전달이 어려워서
수축량 만큼의 수지가 공급되지 못하여 발생한다.
    → 대책 : gate 위치는 살이 두꺼운 부분에 둔다.
    원인 : Runner와 gate의 단면적이 작으면 압력손실이 많아 보압이 전달되지
못하여 발생한다.
    → 대책 : Runner, gate를 키운다.

    원인 : 결정성 수지 중에서 결정화 속도가 느린 수지의 경우 표면은 쉽게 고화되고,
내부는 온도가 높기 때문에 고화가 늦어져 내부에 Void가 발생한다.
    → 대책 : 결정화 속도가 빠른 수지를 사용한다.

 


Bubble
    별칭 : 버블

현상설명
제품의 내부/외부에 기포가 발생한다.

원인 및 조치사항
    bubble  
    → 배압을 높인다.  
    → 수지온도를 낮춘다.  

    원인 : 살두께가 급격히 변화하면 압력전달이 원활하지 못해 수지가 수축되는
양 만큼 내부에 미세 기포가 생기거나, 수지 내에 있던 섞여 있던 gas들이
합쳐져서 성장하면서 발생한다.
    → 대책 : 살두께의 급격한 변화를 방지하는 설계를 해야 한다.

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