사출 성형기의 종류

[하늘]

 사출 성형기의 종류

형상기억장치

성형품을 금형에서 취출한후, 다시 금형이 닫히기 전에 금형내에 런너나, 성형품의 잔류물질의 유무를 체크하는 장치로서, 만약 성형품의 잔류물질이 금형내에 있을 때 금형이 닫히면 고가의 금형이 파손되는 불행이 초래하게 됩니다. 이 장치는 카메라와 모니터 형식으로서 원래의 형상을 기억했다가 형체시에 원래의 형상과 틀리면 경고음과 동시에 성형기의 작동이 멈추게 됩니다

사출성형기는 성형품에 따라, 그리고 생산방법에 따라 다양한 성형기를 이용하게 됩니다.
각 성형기의 종류와 그 특징을 알아보도록 하겠습니다.

범용성형기
표준성형기로서 가장많이 보급된 종류의 성형기 입니다.
그림과 같이 좌측의 형체부와 우측의 노즐부가 수평방향으로 조합이 된 것으로 특징을 살펴보면

1) 고속 성형이 가능하며, 조작이 편리하다
2) 금형교환이 쉽다.
3) 성형품의 취출이 편리하다.
4) 보수, 점검이 편하다.
5) 성형재료의 공급이 편리하다

<범용 성형기>

수직형성형기 형체부와 노즐부가 모두 수직으로 구성되어 있는 성형기로서 일반적으로 형체부 위에 노즐부가 배치됩니다. 요즘의 추세로는 수직형 성형기 보다는 수직형과 범용 성형기가 조합된 방식의 성형기를 선호하지만 수직형만의 장점이 있으므로 소개를 합니다. 수직 성형기의 특징은 1) 기계의 설치면적을 적게 차지한다 2) 인서트 사출시에 인서트 부품삽입이 쉽고, 안정된다 3) 노즐부가 세로로 놓여짐으로 수지의 흐름이 균일하다. <수직형 성형기>

복합형성형기
복합형 사출기란 형체부가 수직으로 구성되고 또 노즐부가 횡형으로 구성된 사출성형기를 말합니다. 복합형 사출성형기 역시 통상 수직형 성형기로 불리기도 하지만 엄밀히 따지면 복합형이라 부르는 것이 옳습니다. 범용과 수직형의 잇점만을 살려 만든 성형기 임으로 양방의 장점을 고루 갖춘 성형기라 하겠습니다.
장점을 살펴보면

1)　설치면적이 적다
2)　인서트 성형시 인서트 부품의 삽입이 쉽고 안정된다．
3)　고속 성형이 가능하며, 조작이 편리하다
4)　보수, 점검이 편하다.
5)　성형재료의 공급이 편리하다

 

<복합형 성형기>

２색 성형기
２색 성형기는 기계의 명칭대로 ２가지색의 성형품을 만드는 것입니다．
주로 부가가치를 높인 제품에 사용이 됩니다．
그림과 같이 범용성형기와 같은 형상을 하고 있으나 노즐부를 살펴보면 ２개의 실린더로　구성이 된 것을 알 수가 있습니다．실린더의 배치에 따라（ㄴ）자형으로 배치한 것과 상하로 배치한 것들도 있습니다．
그림과 같은 구조의 ２색 성형기는 금형이 회전을 하여 ２회 사출로서 성형품이 완성되는　방식입니다

<2≫o><2색 성형기>

로터리 성형기
냉각시간이 긴 제품의 성형시에 사이클 시간이　길어져 생산성이 악화 됩니다
해서 ２개의 금형을 준비하여 회전원반상에　배치하여 차례로 사출을 하여 회전원반이 １회전할 시간과 성형사이클 시간을 맞추도록 한 것이 로터리 성형기　입니다．
금형이 회전하는 방식과 실린더가 회전하는　방식 ２가지가 있습니다．

<로터리 성형기>

그외 유압작동유를 사용하지 않고 전기모터에 의해 구동되는 전기서보모터구동식성형기 ２가지색상을 섞어서 성형하는 혼색성형기，블로우성형기 등이 있습니다．　

 ▒ 사출 성형기의 구성

  사출 성형기의 기본적인 동작은 금형의 개폐, 성형재료를 가소화 하여 금형내에

  사출하는 것입니다. 이들의 동작을 위하여 어떠한 구성으로 되어 있는지를

  흔히 사용하고 있는 횡형의 범용 사출성형기를 기준으로 알아보기로 합니다.

 ▒ 형체기구

  ◇ 다이프레이트

  금형을 취부하는 플레이트이며, 사출측의 고정반과 가동반(이동다이)을 말한다.(그림에서 4.6)

  ◇ 타이바

  클램프(Clamp Shafte)라고도 하며,형체시의 형체력을 지탱하는 축이다.(그림 3)

  ◇ 형체 실린더, 형체크링크

  금형을 개폐하여, 형체력을 발생시키는 유압실린더로,직압식에서는 피스톤이

  가동반에 연결되어 있지만, 토글식일 때는 가동반과의 사이에 링크 기구가

  조립되어 힘이 확대되는 구조로 되어있다 ( 그림2)

  ◇ 형후 조정장치

  금형의 두께를 조정할 때 사용되는 장치.

  ◇ 에젝터

  형개 공정시 금형에서 고화된 성형품을 취출하는 장치.

  ◇ 안전 문

  작업자가 손 등을 금형에 넣지 못하도록 보호하는 문이고 이것이 열려있을 동안은

  형체가 되지 않게 되어 있다.

 ▒ 사출기구

  ◇ 호퍼

  가열실린더에 공급하는 플라스틱 수지의 저장 용기이며, 호퍼의 출구에는 슬라이더

  식의 샷타가 달려있다.

  수지를 건조시킬수 있는 드라이어가 같이 설치된 것이 일반적이다.(그림 10)

  ◇ 가열실린더

  플라스틱 수지를 가소화 하는 부분에 실린더내에 스크류가 내장되어 있다.

  외부에 감긴 히터로 가열되고, 가소화 하면서 계량을 하고, 스크류의 전진에 의하여 사출된다 (그림 8)

  ◇ 노즐

  가열 실린더의 선단에 취부 되었고, 금형의 스푸루부쉬에 밀착하여 용융수지를

  금형에 흘려 보내는 역할을 한다.(그림 7)

  ◇ 사출 실린더

  스크류를 전진 시키는 장치이며, 유압모터나 전동기와 감속장치로 되어있다.

  유압 모터일 때 감속장치가 없는 것도 있다.

  ◇ 유압 구동 제어부   

  형체기구나 사출기구의 기계적 작동은 유압 실린더에 의하여야 하지만

  그 실린더에 압력유를 공급하는 장치이다.

  유압펌프, 압력제어변, 유량제어변, 방향제어변, 스트레이너, 쿨러, 오일탱크, 배관

  등과 출력장치인 실린더, 유압모터 등으로 구성된다.

 ◇ 온도 제어부

  가열 실린더나 노즐 온도를 검출하여, 히터에의 전기를 제어하여 설정온도를 유지

  하는 역할을 한다. 자동온도 조정계나 열전대가 사용된다.

  ◇ 동력 제어부

  전동기나 히터에 동력을 공급하는 부분이고, 마그네트 콘넥터, 휴즈 브레커 등으로 구성.

 ▒ 사출성형기의 사양결정

    성형기의 사양을 결정하기전에 꼭 알아야 할 것을 기술하였습니다

   참고하셔서 최적의 사양을 결정하시는데 도움이 되시길 바랍니다

    ▒ 형체력

    금형을 달아 조이는 힘의 최대값으로 성형기의 성형능력을 의미합니다

    관계식 : F(ton)= A (㎠) Χ P (kg/㎠) Χ 10^-3

     ^{* F : 형체력     *A : 성형품 투형면적     *P : 금형내 압력}

    ^{(투형면적 : 성형품의 금형의 이동방향에 직각한 면의 단면적)}

    ^{(금형내 압력 : 금형내에 재료가 주입될시에 금형내의 형상, 스프루, 런너등을 통해 사출압력에}

                      ^{압력손실이 생긴후 최종적인 금형내의 압력)}

   ▒ 형개거리

    고정반과 이동반의 개폐거리로서 일반적으로 성형품을 금형의 암형, 숫형으로부터

     취출하기 위한 필요거리로 금형두께와 형개stroke의 최대치 검토시 필요합니다

     관계식 : S (mm) = H (mm) Χ (2.2~2.5)

     *S : 형개거리     *H : 성형품 높이

   ▒ 에젝터 stroke & 에젝터력

     성형품을 금형으로부터 취출하기 위한 필료거리 및 힘을 말합니다

     통상 에젝터 스트로크는 금형의 형상과 성형품에 따라 결정합니다

   ▒ 타이바 간격 (TIE-BAR SPACE)

     성형기에 장착할수 있는 금형의 최대크기를 결정할 때 필요한 지수입니다

   ▒ 금형의 최대 & 최소 높이

     금형의 높이를 최대 또는 최소 체결 가능할수 있는 거리를 말합니다

   ▒ 이론사출용량

     Screw가 최대 후퇴하여 사출전진 완료시 까지의 최대 사출용적을 말합니다

   ▒ 사출압력

     Screw 선단부에 발생하는 최대 압력을 말합니다

   ▒ 사출률

     1sec 간에 노즐로부터 사출되는 최대 사출용적을 말합니다

   ▒ 가소화 능력

     가열실린더가 최대 어느정도의 수지를 가소화 할수 있는가 의 능력을 말하며

     계량시간을 산출하여 성형기의 생산능력을 결정하는데 필요한 수치입니다.

▒ 성형조건의 설정

  ▒ 수동운전

  1.성형재료의 특성을 참조하여 실린더 온도, 금형온도의 설정, 호퍼 하부의 냉각설정

  2.사출 time, 냉각time, 스크류회전수, 사출속도 설정(최고치의 60~80%정도)

  3.사출압력 (1차 압력)설정

  4.보압 (2차 압력)의 설정(1차 압력의 60~80%)

  5.실린더 내의 잔존수지 파지

  6.계량, 보압, 무배압 리미트 스위치의 설정

  7.사출 유닛의 노즐터치와 후퇴한도 리미트 스위치의 설정.

  8.수동운전 또는 반자동 운전

  9. 배압의 설정

  10.전자동 운전

  위와 같은 기본 형식으로 조건 설정을 하는 것이 기본이며

  초기의 조건 설정요령은 다음과 같이 하는 것이 금형의 손상을 예방하는 방법이다

  1.수지온도는 낮게 설정

  2.사출 1차 압력과 보압은 낮게 설정

  3.계량 스트로크는 적게,보압스트로크는 빨리 들어 가도록,무배압 스트로크는

     처음엔 제로로 설정.

  4.사출타이머는 짧게, 냉각타이머는 길게 설정.

    초기에 위의 방법에서 계량 스트로크와 사출 압력을 점점 증가시키고,

    보압을 점차적으로 올리고, 보압입의 시간을 늦춘다.

    냉각 타이머를 점차 단축하고, 성형품을 검토하면서, 가소화 시간에 다가간다.

▒ 수지교환과 색상교환

 ▒ 수지 교환을 행할 때의 일반적 조건

  1.수지의 온도를 낮게 잡는다.

  2.스크류 회전수를 늦게 하기도 하고 빨리 하기도 하며, 여러 가지로 바꾸어 본다.

  3.배압을 낮게, 또는 높게 취급해 본다.

  4.계량을 적게 빨리 사출하고, 또 크게잡고 사출, 가소화를 반복한다

 ▒ 바꾸기 쉬운 수지의 경우

  ex)PE(폴리 에틸렌) , PS(폴리스티렌) 등.

  1.저온(약 150℃),사출압력을 약 15~30%높임

  2.수지의 공급을 멈추고, 사출하며 앞의 수지를 완전히 추출 한다

  3.호퍼를 청소하고 대체수지를 넣는다.

  4.호퍼 공급구멍을 열고, 사출, 계량을 반복하고 앞의 수지 흔적이

    없어질 때 까지 반복한다

 ▒ 용융온도가 높은 경질의 수지

  ex) PC (폴리 카보네이트) , PA (폴리 아미드), POM (폴리 아세탈)

  1.낮은 온도(예를 들면 폴리카보네이트 에서는 230℃ 정도)로 가열,

    사출압력은 높게, 보압은 걸지 않는다.

  2.수지의 공급을 멈추고 사출하며 앞의 수지를 완전히 추출한다.

  3.호퍼를 청소하고 대체수지를 넣는다.

  4.수지를 공급하고, 사출, 가소화를 반복하며 앞의 수지 흔적이

     없어질 때 까지 반복한다.

 ▒ 색 교환

  1.색교환은 대개 수지교환의 순서에 따라 행한다

  2.색교환은 투명, 또는 수지의 자연색에서 착색재의 색으로, 담색에서

    농색으로 바꾸어 간다.  ex) 자연색-황-녹-흑

▒ 성형기의 주변기기　　

사출 성형 공장전체의 자동화는 오늘의 중요한 과제로 되어 있습니다.

사출 성형기의 무인화 운전은 물론이지만, 사출성형작업의 합리화를 위해서는성형기 외에

그 주변기기를 잘　활용하여야 합니다.

주변기기에는 성형의 전공정에서 후공정에　이르기까지 성형품의 흐름에 응하여 여러 가지

기기가 개발되고 있습니다.

이들 기기를 잘 사용하는 것이 사출성형 작업의 능률화를 좌우하고 품질을 향상 시킬 수 있는 방법입니다.

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호퍼 로더 호퍼로더는 성형재료를 재료탱크로부터 파이프관을 통하여 호퍼에 자동적으로 공급하는 장치입니다． 공기의 기류를 이용하여 재료를 수송하는 방식으로 단거리일　경우에는 압송식이 사용되며，장거리일 경우에는 흡인식이 사용됩니다
건조장치 수분이 있는 재료를 사용하여 성형을 하게되면 실버스트릭, 기포등 여러가지 불량이 발생하게 됩니다. 이러한것을 방지하기 위하여 건조장치가 사용이 되는데，사진과 같은 열풍방식의 호퍼드라이어와 진공건조방식의 제습 건조기가 있습니다
분쇄장치 스프루, 런너, 불량성형품 등을 분쇄하는 장치로서, 이전에는 분쇄시에 소음이나 분진이      발생 함으로서　여러대의 성형기에 한 대의 비율로 분쇄기를 설치하여 모아서 처리하는      형태였지만, 최근에는 한 대의 성형기에 한 대의 분쇄기를 설치하여 즉시 처리하는 경향이      있는데 그이유는 다른주변기기(자동취출로봇,호퍼로더,혼합장치)와 조합하면 무인운전이      되는 장점과, 다른재료나 이물의 혼입을 방지하는 점등에 대해서입니다．      그림의 저속 분쇄기는 소음이 적고, 분진발생이 적으며 전력소모가 적고, 분쇄물이 균일한      장점이 있습니다.
금형온도조절장치 용융된 고온의 수지가 금형내에 사출되고, 이것이 반복되면 서서히 금형의 온도가 올라가게됩니다. 높은온도의 상태로 성형을 계속하면 품질이 우수한 성형품을 얻을 수 없는데. 금형의 온도를 제어하기 위해 설정온도보다 높을땐 냉수를, 설정온도보다 낮을땐 온수를 순환시키는 장치가 금형온도조절기　입니다 매체는 물,　오일，에틸렌 그리콜 등이 사용됩니다　. 그림의 조절기는 국내에서 개발된 제품으로 성능이 뛰어나고　유지비가 외국제품에 비해 저렴한 장점이 있습니다．
형상기억장치 성형품을 금형에서 취출한후, 다시 금형이 닫히기 전에 금형내에 런너나, 성형품의 잔류물질의 유무를 체크하는 장치로서, 만약 성형품의 잔류물질이 금형내에 있을 때 금형이 닫히면 고가의 금형이 파손되는 불행이 초래하게 됩니다. 이 장치는 카메라와 모니터 형식으로서 원래의 형상을 기억했다가 형체시에 원래의 형상과 틀리면 경고음과 동시에 성형기의 작동이 멈추게 됩니다
자동취출로봇 성형기의 동작에 동조시켜 금형내의 성형품을 자동적으로 취출하는 장치입니다. 주로 사용되는 것이 산업용 로봇으로 다음과 같을 때 사용하면 큰 효과를 볼 수 있습니다. 1.성형품이 자동적으로 낙하하기 어려울 때 2.성형품의 중량이 너무 커서 인력으로 안될 때. 3.낙하에 의한 접촉 긁힘이 성형품의 가치를 너무 저하 시킬 때. 4.취출한때의 위치 관계를 다음 공정에 연결시킬 때 취출로봇의 종류는 간단히 떨어뜨리는 식, 회전식, 대형 횡 주행식 등으로 분류되지만, 소형 성형기는 떨어뜨리는식, 회전식이 많이 사용됩니다.

▒ 종업시 점검 사항

  1.성형재료의 공급정지

  2.금형온도조절기의 동작 정지

  3.실린더내의 잔존수지의 파지.

  4.금형내부와 외부에 방청제 도포

  5.금형을 저압에서 1cm 정도만 남기고 닫는다.

  6.히터와 모든 전원을 차단한다.

  7.물과 기름이 새는지 점검한다.

  8.공구와 사용기기, 성형기의 정리와 청소.