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사출/금형 이야기(정회원)

일반사출(재료 감별법, 조건, 사출기별 타이바간격, 불량대책, 수지교환

작성자숲의 향기|작성시간10.02.18|조회수2,540 목록 댓글 0

사출성형

1. 사출성형의 개략 설명
플라스틱(Plastic)의 대표적인 가공 방법이다. 일광프라스틱의 주력 가공  방법 이다.

2. 사출성형의 원리
수지(resin) 재료를 가열하여 용융 가소화된 것을 유압(전기모타)을 이용하여  금속으로 된 틀(금형)속에 고압으로 주입하고 이를 틀(금형) 속에서 냉각 고화 시키는 성형의 방법이다.  


3. 사출성형의 특징
소형 정밀 부품으로부터 초대형 부품까지 폭 넓게 대응할 수 있다.
디자인의 제약이 없고 기능 부품, 외관 부품등의 복잡한 형상의 제품을 고속으로 대량으로 생산할 수 있다.

4. 사용수지
열가소성 범용수지 (PP, PE, PS, ABS, AS,PMMA등)
열가소성 엔프라 (PC, POM, PA, PPO, PPE, PPS, PET등)

5. 사출성형의 사용 용도
금융단말기부품, 자용차부품, 이륜차부품, OA기기, 정보통신기기, 생활용품, 완구, 기계공구, 기타 전반적인 기계 기구 등 다양하다

 

사출성형품의 2차 가공

1. 도 장
성형품의 상품가치와 내후성 등의 특수기능의 개선과 보호효과를 높이는 방법.
주로 아크릴 래커, 폴리우레탄, 에폭시 계 도료를 사용한다.

2. 기계 가공
통상 성형으로 성형하는 것 보다 단가적인 측면에서 유리할 때와 1개의 금형으로 2개이상의 기종에 대응할 때 사용한다.

3. 접 합
2개이상의 부품을 하나로 조립 할 때 사용한다(복잡한 제품, 초대형제품,기타의 이유).
기계적인 접합, 접착제 사용 , 초음파 열판 진동 융착.

4. 인 쇄
상품의 고급화 미화의 목적 . 실크스크린 인쇄, 패드 인쇄, 레이져마킹.


5. 도 금
플라스틱의 표면 광택 및 금속과 같은 효과 부여를 위하여 사용함.

6. 브라스트(BLAST) 처리
플라스틱의 표면의 처리방법의 하나로 품질의 고급화가 주 목적입니다.
플라스틱 표면을 미세한 세라믹으로 가공 처리 함.

(강력한 압력을 이용 표면에 부식 효과 줌.)

7. UV 하드
플라스틱 표면에 강력한 피막을 형성시키는 방법으로 표면 보호, 광택유지에 사용합니다.
주로 PCS등 소형 전자제품에 사용.

수지 재료별 용도

약 칭

정 식 명 칭

사 용 예

비 고

ABS

Acrylonitrile-Butadiene-Styreneresin

가전제품의 부품이나 하우징 또는 커버종류 자동차 내외장 부품, 완구 잡화

넓은 온도범위 내충격, 인장강도 및 강성

AS

Acrylonitrile-Styrene

선풍기날개 , 적산전력계 커버 ,배터리케이스 기타 투명부품

좋은 인장강도 , 고탄성률

CR

Chloroprene-Rubber

패킹,seal,기타 롤라

 

EP

Epoxy resin

도료,접착제

 

EPDM

Ethylene-Propyiene-Diene-Methylene

각종 공업용 용품 , 전선피복재

 

ETFE

Ethylene-Tetrafluoro-Ethylene

항공기,로켓,미사일등의 배선용 전선,자동차 창문 몰(mall),기타 고온부나 강산성,강알카리등의 영향을 받는 화학공업용 배선

테프론재료중 최고의 고온특성,내약품성,내후성등을 겸비

EVA

Ethylene-Vinylacetate copolymer

필름,라미네이트,발포성형 제품

 

FRP

Fiber-Reinforced-Plastice

보트,욕조,자동차 등 외장부품

 

GRP

Grass-Fiber-Reinforced -Plastice

FRP와 같은 용도에 사용

 

MF

Melamine-Formaldehyde

전기 부품, 식기등

 

PA

Polyamide

기어,저속기,기타

 

PBT

Polybutylene-Terephthalate

전기,전자부품,자동차부품,

 

PC

Polycarbonate

렌즈 ,방풍글라스,방탄유리,기계부품및 명부품

 

PE

Polyathylen

물통, 와셔, 기타식품용기

 

HDPE

Highdensity PE

기계부품,가스부품 및 파이프,중대형탱크,필름

 

LDPE

Lowdensity PE

뚜껑,기타 연질 성형품

 

PET

Polyathylen terepthalate

병,가전부품

 

PMMA

Polymethacrylate-Methyl-Acryl

투명한성형품

 

POM

Polyoxy-Methylene

기어,기타 고탄성 요구 성형품

 

PP

Polypropylene

자동차, 가전부품, 필름, 기타 성형품

 

PPE

Polyphenylene-Ether

키보드부품, connector부품,기타성헝품

 

PPO

Polyphenylene_Oxid

전기부품,기계부품

 

PPS

Polyphenilen-Sulfide

가전,전기전자,자동차용 부품

광 디스크 드라이브등 초정밀 부품용

PS

Polystyrene

전기전자 부품,기타 범용 성용품(하우징)

 

HIPS

Highimpact PS

전기전자부품,가정용품,완구 및 기타 성형품

 

PVC

폴리염화비닐

시트,파이프,기타 범용 성형품

 

수지 재료별 감별법

먼저 태워봅니다.
플라스틱의 표면을 라이터로 태워, 녹는것이 열가소성수지 (리사이클 이용가능)입니다.
통상적으로 플라스틱의 구분은 타는 모양과 냄새로 판별합니다.

태워서 연기가 나지않는 수지
   PE, PP 등 : 올레핀계수지
   PMMA : 아크릴
   POM : 타고있는지 꺼져있는지 구별되지 않는다

태워서 연기가 나는 수지
   PS, ABS 등 스틸렌계 수지
   PVC 불이 붙지 않고 염소를 뿜는다.

수 지 명

약 칭

특 징 및 용 도

폴리프로필렌

PP

잘 타며 약간 달콤한 냄새가 납니다. 연기가 안납니다.
구성 특징에 따라 호모(단독중합), 코폴리머 (공중합체), 랜덤으로 나눌 수 있습니다.
이들은 사용용도에 의해 선택되나, 일반적으로 호모는 선명한 색채로 착색할 수 있으나, 코폴리머의 경우는 불가능합니다. 그 대신 코폴리며는 내충격강도가 호모보다 뛰어납니다. 대표적으로 세면기는 호모, 세탁기의 탈주조는 코폴리머로 만들어 집니다.
필름은 OPP필림, CPP필름 등 투명도가 높아, 담배포장, 과자포장지 등에 많이 사용됩니다.

폴리에틸렌

PE

LDPE, HDPE, LLDPE,

 EVA

본래의 색은 반투명, 불에 가까이 가져가면 연화해서

늘어져가며 탑니다. 양초를 태우는냄새가 나고 연기가 안납니다.
LDPE는 사출성형, 압출성형(필름, Sheet, 전선), 중공성형 등 용도가 넓으며 부드러운 플라스틱, 필름의 경우 당겨서 늘어나면 LDPE 입니다.
HDPE도 LDPE와 거의 같으나, LDPE와 비교하면 딱딱한 플라스틱으로 프라스틱 플라스틱 물통, 등유통 등이 대표적인 예이다.  필림의 경우 당겨도 늘어나지 않습니다. (예 : 물수건 포장)

아크릴

PMMA

투명도가 높으며, 매우 유리에 가까운 플라스틱입니다. Cast Type과 일반 Type으로 나눌 수 있고 잘 타며 Cast Type은 "탁탁" 소리를 내며 탑니다. 연기는 안나지만 타고난 후는 반들거리며 딱딱하게 됩니다.
Cast Type의 재생은 일단 가마에 넣어 전부 기화시킨 후 가스를 냉각한 것을 모노머로 사용하여 Sheet(환류)를 만듭니다.
일반 아크릴은 잘 타고, 실처럼 늘어나며, 불이 꺼진 후 기포가 생긴 것처럼 부풉니다. 또 Cast Type과 마찬가지로 연기는 나지 않으며 냄새도 나쁘지 않습니다.
아크릴에 고무를 넣어 강도를 높힌 IR Type은 고무가 들어있어 타기 쉽고 검은 연기가 납니다.

수 지 명

약 칭

특 징 및 용 도

풀리스티렌

PS

쉽게 연화, 다량의 연기를 내면서 탑니다. 휘발유에 녹는 특징을 가지고 있습니다.
·GPPS와 내충격강도를 겸비한 HIPS 나누어지며, 용도는 GP와 HI 혼합해서 사용합니다.
·GPPS는 본래 투명하고 딱딱한 플리스틱이라 충격에 약하고, 아이스크림 포장지 등에 사용합니다.
·GPPS를 발포시킨 것(EPS)이 발포스티롤 입니다.

ABS

ABS

타기쉬운PS와 비슷, 연기를 내면서 신나냄새가 납니다.
또 PS와 달리 휘발유에 용해되지 않습니다.  
아크릴과 부다디엔(고무)과 스틸렌을 중합한 플라스틱으로 HIPS보다 탄성이 있으며 표면에 광택이 있습니다. 주된 용도로는 TV, 세탁기의 보디 및 플로피 디스크 등

폴리카보네이트

PC

잘 타며 연기가 납니다(연기가 많이 나는 쪽이 분자량이 크다), 연소중 소독약 냄새가 납니다.
CD, 전경들의 방패, 주차장지붕에 사용되는 Sheet, 고속도로 방음판 등 많은 분야에서 사용되며 분자량이 클수록 강성이 높아지며, Sheet 재는 분자량 약 30,000, CD는 약 17.000 정도의 Grade가 사용됩니다.

폴리카보네이트 Alloy

PC Alloy

최근 각 플라스틱의 장점을 합쳐, 그 특성을 올리기 위하여 다른 플라스틱을 복합한 Alloy 플라스틱이 많이 사용되고있습니다. PC와 ABS를 혼합한 PC/ABS Alloy가 그 대표적인 예로 종래의 ABS 난연 Grade가 사용되었던 용도(OA기기, 자동차, 전기부품 등)에 환경에 좋지 않은 안티모니를 사용하지 않고 원래 난연성을 지니고 있는 PC를 복합하여 그 대체용도로 개발되었다고 합니다. 이들 Alloy 플라스틱의 냄새 등에 의한 분별은 상당히 어려우며, 금후 각양각색의 Alloy 가 나올지 모르므로, 스크랩(분쇄품)이 발생하는 공장 등에서 Grade 단위의 관리가 중요해 질 것입니다.

폴리아세탈

POM

푸른불꽃을 내며 잘 타며, 눈에 자극을 주는 포르말린냄새가 납니다. 연기가 나지않는다.
(특히 타고있는지 꺼져있는지 분별이 어려우므로 주의)
내마모성, 내충격성이 뛰어나 기아등 공업부품으로 사용됩니다.

폴리아미드(나이론)

＊PA

잘 타지 않으며 연기는 나지 않으며 양모냄새가 납니다.
나이론 6와 나일론 66을 구별하는 방법은 불을 붙여서 잡다 당겨보면 나일론6는 실처럼 잘 늘어나지만 나이론66은 조금 늘어나다 끊어집니다.  일반적 용도는 낚시줄, 기어, 팬티스타킹, 배드민턴공의 날개 등에 사용되며 내마모성이 뛰어납니다.

폴리에틸렌테레프탈레이트

＊PET

잘 타지 않으며 시큼한 냄새가나며 실처럼 늘어납니다. 잘알고 계시겠지만 PET는 청량음료의 병으로 많이 사용됩니다. (뚜껑은 PP를 사용) 독일에서는 세척하여 20회이상 사용한다고하며 양복소제의 폴리에스텔은 PET입니다.

재료별 사출조건

수 지 명

약 칭

노 즐

선 단

중 간

후 부

금 형

사출압kg／㎠

보압

kg／㎠

폴리프로필렌

PP

240-270

230-260

220-230

170-210

5-80

1800

1500

폴리에틸렌

PE

210-270

200-280

280-260

120-200

10-60

1300

800

풀리스티렌

PS

210-280

210-280

180-230

150-180

10-80

1500

750

SAN／AS

SAN

210-250

210-260

180-230

150-180

30-85

1500

750

ABS

ABS

210-260

210-250

180-230

150-180

60-90

1500

750

폴리염화비닐

PVC

190-210

180-190

160-170

140-160

20-60

1750

1000

폴리아미드(나이론)

PA

265-285

270-300

270-290

210-250

60-90

1500

300

폴리카보네이트

PC

290-300

280-300

270-280

250-260

85-120

2000

1200

폴리에델 설폰

PES

360-420

360-430

330-390

320-370

130-200

2000

1200

아크릴

PMMA

220-245

220-240

200-230

180-210

40-80

1750

1050

세루로스계

CELLULOSE

180-200

185-205

155-175

140-160

40-80

1500

300

폴리설폰

PSF

320-360

340-370

350-380

340-350

80-150

2500

2500

변성 PPO／PPE

MPPO

240-270

250-290

230-270

190-210

80-110

1500

1000

PBT

PBT

245-255

240-250

240-250

235-245

80

700

1200

폴리아세탈

POM

195-215

190-200

160-180

150-170

40-120

1500

750

불소계 폴리머

PVDF

180-250

190-260

170-220

160-210

30-120

1500

750

폴리페닐렌 설파이드

PPS

305-320

310-360

310-320

290-300

130-160

1500

1000

EPDM

EP(D)M

240-270

230-260

220-250

170-210

20-60

1800

1500

폴리에델,에델케톤

PEEK

370-390

360-370

360-370

350-380

170-190

1500

10

페놀

PF

90-105

70-90

20-60

 

140-160

2000

1000

폴리우레탄

PUR

190-220

180-210

160-190

150-180

15-65

1200

750

폴리아리레이트

 

360

350

310

 

130

1200

1400

폴리에텔 에스터

 

160-180

170-190

160-180

140-155

10-70

1300

800

 

사출기별 타이바 간격

NO

설비명

타이바간격

형체스트로크

사출량

사출압

1

550ton

850mmX850mm

850mm

83oZ

1700Kg/cm2

2

450ton

750mmX650mm

745mm

63oZ

1530Kg/cm2

3

350ton

680mmX580mm

652mm

44oZ

1848Kg/cm2

4

250ton

535mmX435mm

470mm

17oZ

1826Kg/cm2

5

160ton

520mmX520mm

500mm

12oZ

1645Kg/cm2

6

70ton

350mmX250mm

320mm

4oZ

1804Kg/cm2

7

50ton

280mmX200mm

295mm

1.5oZ

1900Kg/cm2

 

사출성형 불량과 대책

충진부족

원   인

대   책

+/-

비   고

성형품 일부분의 미성형 성형재료

유동성이 좋은 재료로 변환

+

　

윤활제 첨가

+

재품의 강도 및 광택도에 유의

성형기와 성형조건

재료온도 상승

+

 

금형온도 상승

+

 

사출압 상승

+

  　

사출 속도 상승

+

완전한 에어밴트 확보 시 가능

보압 상승

+

스크루의 역류방지 밸브 확인　

사출에서 보압으로 전환 지연
(충분한 사출 시간)

 

 

사출 최후 속도 강하

-

에어 방출 시간 확보

금형 설계

게이트길이단축 ,경확대

-/+

 

런너 길이 단축 ,경확대

-/+

　

에어밴트 설치

+

  　

게이트 위치 변환

+

  　

다수 캐비티에서 일부 충진부족 성형기와 성형 조건

게이트까지 사출속도 저하 그후 사출 속도 증대

 

 

금형 설계

런너길이를 길게함

+

 

충진부족 캐비티의 게이트를 확대함

+

 

사출성형 불량과 대책

바리 (FLUSH)

원   인

대   책

+/-

비   고

성형 재료

유동성이 나쁜 재료로 변환　

 

 

수지온도 저하

-

 

성형기와 성형조건

형체력 증대

+

형체력≥투영면적(㎠)×캐비티압력(필요시상위성형기로 교환)

사출압력 강하

-

　

사출속도 강하

-

 

사출에서 보압까지 변환 지연

-

 

금형온도 저하

-

 

금형 설계

금형의 강성을 증대한다

+

　

금형의 밀착을 좋게함

-

　

국부수축(SinkMark)

원   인

대   책

+/-

비   고

성형품의 두꺼운 부분에 수축이 생길 때 성형기 및 성형조건

사출압 및 시간 증대

+

금형온도 저하 ,수지온도 저하, 냉각 시간 증대

보압 및 시간 증대

+

계량증대

+

성형 재료

성형수축 작은 재료로 변환

　

무기물(GF,CF) 첨가

금형설계

게이트 길이 단축,확대

-/+

리브,보스 가늘 게 설계 리브,보스 밑부분 라운딩처리 리브의 두께는 성형 두께의 60%이하로 처리한다 (가능하면 50%이하로)

런너 길이 단축,확대

-/+

유동 저항 개선

-

성형품의 두께 균일하게 설계

 

발생부위 가까이로 게이트위치변경

 

두께가 일정한 부분에 파장 수축이 생길 때 성형기 및 성형조건

큐숀량 증대

+

필요시 교환

 

 

 

사출성형 불량과 대책

웰드라인 (weld line)

원   인

대   책

+/-

비   고

성형재료

유동성이 나쁜재료로 변환

-

 

수지온도 상승

+

수지온도 저하 -> 불완전 융합

성형기와 성형조건

사출속도 증가

+

사출속도 및 압력 변경으로 웰드위치 변경가능

(보이지 않는 곳으로 )       

금형온도 상승

+

사출압력 상승

+

사출속도 상승

+

이형제 사용 감소

-

웰드 위치 이동

 

금형설계

게이트 길이 단축

-

 

게이트 경 확대

+

게이트 위치 변경

 

웰드라인부 에어밴트 설치

 

게이트 설계 개선

 

텝, 오버플로우 삽입

 


프로우마크(Flow Mark)

원   인

대   책

+/-

비   고

성형재료

유동성이 좋은 재료로 변환

+

 

수지온도 상승

+

 

성형기와 성형조건

금형온도 상승

+

 

플로우마크 생성 사출 속도 감속

-

 

금형설계

슬러그 웹 삽입

 

 

게이트 위치 변경

 

 

 

사출성형 불량과 대책

기포 (동공)

원  인

대  책

+/-

비  고

두꺼운 부분의 중앙에 생길 때 성형 재료

유동성이 좋은 재료로 변환

+

 

성형기와 성형조건

사출 압력 상승

+

 

사출 속도 증속

+

 

사출에서 보압까지 변환 지연

+

 

보압 압력 상승

+

 

금형 온도 상승

+

 

보압 시간 증대

+

 

냉각 온도 조정

 

 

금형설계

스프루 런너 직경 확대

+

 

성형품의 두께를 일정하게 설계

 

 

에어밴드 설치

 

 

냉각 배관 수 증대

+　

 

2) 가는 기포가 전면에 생길 때 성형재료

열안정성이 좋은 재료로 변환(첨가물 변경)

 

 

재료 건조를 좋게함

 

 

수지온도 강하

-

 

성형기와 성형조건

스크루 배압상승

+

 

호퍼 아래부분의 냉각 강화

+

 

실린더내의 체류 단축

-

 

 

사출성형 불량과 대책

실버스트리크(은줄)

원  인

대  책

+/-

비  고

성형기와 성형조건

건조시간 증대

+

 

스크랩 사용 감소

-

 

열안정성이 좋은 재료로 변환

+

 

성형기와 성형 조건

배압 증대

-

 

재료의 체류시간 단축

-

적당한 성형기의 선택 　

실린더 후부 냉각 강화

+

 

스크류 회전수 감소

-

 

성형 재료 온도 상승

+

 

이종재료의 혼입방지

 

재료관리 철저

금형온도 상승

+

 

금형표면 청소

 　

성형품 전체에 발생

 

사출기 내의 수지 교환방법

A.      색상이 다른 동일한 수지를 교환 할 경우

1) 호퍼의 투입구를 닫고 성형 가능한 범위까지 성형을 계속하고 계량을 할 수 없을 때까지 계속한다.

2) 종래의 성형온도보다 모든 실린더 온도를 10℃ ~ 15℃ 상승시킨다.

3) 계량은 최대 사출량으로 Setting 하고 Screw 회전수도 약 1.5배로 한다.

4) 사출속도는 최대로 Setting한다.

5) 이상의 조건이 설정되면 호퍼를 완전히 소제하고 신재료를 투입한다.

6) 배압이 높으면 노즐로부터 수지가 흘러나오기 때문에 금형을 Touch한 상태에서 계량을 실시한다.

7) 계량이 완료되면 1회 Screw Stroke로 10mm 정도 움직이도록 인칭동작으로 사출을 실시.

8) 사출완료시 노즐선단부의 재료가 완전히 교환될 때까지 작업을 한다.

9) 신재료를 설정온도로 셋팅한다.

B.      PC, Nylon(PA) 등 수지온도, 점도가 높은 수지나 분해하기 쉬운 수지를 교환 할 경우
- A의 1) ~ 4)는 동일하고 직접 신재료를 투입하는 것이 아니고 열안정성이 좋은 PP로 한번 Screw 내부를 치환한 후 신재료를 설정온도로 하여 재료교환을 실시한다.

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