사출 성형 표준 조건표 작성 및 관리 방안

사출 성형 부품 제조업에서 생산성 향상 및 품질 향상을 통한 효율적인 공장 운영을 위하여 관리해야할 여러 관리항목들이 있지만 사출 제품 품질에 직접 영향을 미치는 사출성형 표준조건 관리가 너무도 중요함은 누구도 부인할 수 없을 것입니다.

사계절 온도 차이, 오퍼레이터 능력, 설비 등에 따라 기종변경 후 초기 사출제품 생산에 있어 1Shot에 양품을 생산할수도 아니면 수십번의 Shot를 실행하여도 불량만 생산하며 엄청난 로스를 발생시켜 원가경쟁력이 없는 공장을 만들 수도 있는 것입니다.

실제 현장에서는 오퍼레이터끼리도 선임자는 얻어 맞으며 배웠다고 후임자에게 알려 주지 않고 스스로 터득하라는 아집이 많은 것이 현실이고 그야말로 엔지니어는 커녕 기능공만도 못한 태도를 보여주곤 합니다.

사출 성형 공장에서 개선해야할 부문은 무궁무진하지만 사출 성형 조건을 표준화 한다면 그만큼 기종변경 이후 시사출하면서 발생시키는 불량품을 감소시키고 품질을 향상하여 경쟁력 있는 공장을 만드는 지름길이 될 것입니다.

이하에서 사출성형 조건 표준화 작성을 통한 최적의 사출 공장 관리 방안에 대해 정리하고자 합니다.

사출성형 사이클

사출 성형은 플라스틱 수지별로 일정한 온도와 시간으로 건조를 하여 호퍼드라이어에서 사출실린더를 통해 금형에 주입하여 일정시간 냉각이후 형개하여 제품을 취출하는 공정을 거칩니다.

금형이나 설비의 품질도 완벽해야겠지만 수지(레진)의 건조온도, 설비 실린더 온도,금형온도와 계량 압력,속도,냉각시간 등 모든 요소가 최적의 조건을 요구하는 정밀한 공정이라 할 수 있습니다.

각 사출 공정 최적의 조건 설정 방법은 차후에 별도의 글을 정리 예정이고 이번 글에서는 표준조건표 작성 및 관리방안 중심으로 정리할 것입니다.

사출성형 표준조건표 작성

사출성형 표준 조건표는 생산하는 제품이나 설비,금형,재료에 대한 기본사항 이외 실린더 온도,금형온도, 냉각수온도, 사출압력,시간,속도 등 필수적으로 기록되어야할 항목이 있습니다

아래는 사출성형 표준조건표 양식의 예이니 기업 별 사정에 맞게 상세히 작성하면 될 것입니다.

기초사항

설비명(톤수), 생산제품 모델,품명(코드),투입재료의 그레이드,칼라,건조온도,건조시간, 금형(캐비티,사이즈,게이트구조),부품 중량(런너,스푸루,총중량) 등을 기록합니다.

실린더 온도

플라스틱 수지를 녹여 금형에 주입하여 성형하므로 재질마다 용융점이 다르므로 사출 실린더 온도 설정은 매우 중요한 항목이며 노즐(N) 및 H1, H2, H3, H4 수지별 각각 정정온도를 설정하여 기록합니다

금형온도

사출 수지 별 금형 고정측, 이동측의 온도를 설정하고 기록합니다,.. 금형온도 관리 목적은 냉각시간의 단축, 성형성 개선, 성형품 표면품질 향상, 강도저하 방지, 형상과 치수정밀도 등의 개선 목적입니다

금형온도의 변화는 품질에 미치는 영향이 크므로 설비고장,금형고장 등으로 설비가동이 정지시 재가동을 햐는 경우 미성형 불량이 발생하므로 일정한 금형온도의 관리는 매우 중요하다 할 것입니다.

Oil(작동유 온도)

작동유 온도가 너무 높으면(55℃이상) 기름의 점도가 저하되어 유압 기기의 손실,기름의 누설,패킹,호스 등의 마모 노화를 빠르게하여 결국 부품 품질에 영향을 크게 미치므로 Oil온도가 일정 온도를 유지하도록 하여야 하며 게이지를 디스플레이하고 표준온도를 벗어날 시 알람을 울리게하여 가시적 관리를 하면 좋겠다는 생각입니다.

냉각수 온도

냉각수는 호퍼 하단부,Oil 및 금형냉각으로 적당한 수량을 배분하도록 되어 있는데 질이 안 좋은 물을 사용하면 녹이나 스케일이 발생하여 냉각 효과를 저하시키고 제품의 품질에 악영향을 미치므로 일정 온도를 유지해 주어야 합니다

사출 압력

사출 압력은 너무 높으면 제품에 Burr(바리)가 생기고 낮으면 미성형, 수축이 발생하며 압력에는 1차압(사출압) 2차압(보압)으로 구분되고 다단사출일 경우 사출압력을 1,2,3차로 구분하므로 사출성형기 톤수별, 제품의 재질에 따라 표준 압력을 적용하고 미세 조정을 통해 기업별 최적조건을 작성하여 관리합니다.

보압 및 배압의 중요성

사출 성형에 있어 보압이란 금형으로 사출된 용융 수지가 수축된ㄴ 부분을 채워 품질에 큰 영향을 미치게되며 일반적으로 사출압력에 50~80% 정도의 압력을 가한채로 두며 사출압력보다 크면 금형에 손상을 주거나 바리가 발생합니다

배압은 수지의 가소화 공정에서 스크류가 회전하면서 후퇴할 때 스크류 배면에서 약한 압력을 가해 수지의 용융,혼련 효과를 조정하여 기포 혼입을 막아주는 효과가 내기 위함이고 가소화,계량공정(스크류 회전중)은 사출 보압이 끄난 후 노즐이 금형에 터치한 상태에서 합니다.

사출,냉각,형개,형폐시간

사출시간 - 금형내에 수지가 흘러가는 것이 사출시간이고 금형내에서 수축고화되는 시간까지는 보압시간이라 하고 다단사출에서 1,2,3,4차의 사출을 하였을 경우 1~3차가 사출시간, 4차가 보압시간으로 기록합니다

냉각시간 - 보압시간이 끝나고 스크류가 회전하면서 재료를 가소화시키는데 가소화가 끝나고 완료, 냉각시간에만 금형의 냉각수가 흐르는 것이 아니고 가소화 되면서 배압이 형성되었을 때 게이트가 고화되지 않으면 금형내로 수지는 용융부위로 계속 흘러갑니다

형개시간 - 냉각 Time이 종료되고 금형이 열리면서 에젝터 치는 시간까지를 기록합니다

형폐시간 - 성형품의 취출 시간부터 이형제살포,금형이 닫혀 형체압이 정상으로 상승 후 사출이 시작되기까지 시간입니다

CUSHION거리

쿠션량이란 사출공정이 끝난 시점에서 실린더 앞족에 남겨두는 용융수지를 말하며 사출후 보압이 형성되면서 용융층으로 고화되면서 수축되는 만큼 채워주는데 이때 충분한 수지가 있어야 보압역할을 하므로 쿠션량이 만아 있어야 하고 쿠션량은 5~10mm정도 줍니다..

SUCK BACK

SUCK BACK이란 강제빼기,무배압이라고 하며 수지의 가소화 공정에서 스크류 회전이 끝나고 급속히 배압을 없애 스크류를 후퇴시켜서 스프루부쉬와 노즐사이의 용융수지의 연속을 끊어 수지의 늘어져 내림을 방지하려는 것이며 성형품이 금형의 스프루부쉬가 있는 고정측에 밀착하는 것을 막는 효과가 있습니다

사출성형 표준조건표 관리

사출성형 표준 조건은 한 번 작성 하였다고 계속 사용하는 것이 아니라 생산시마다 수차례 반복 작성하여 최적 조건을 찾아내고 표준화하고 생산 활동시 품질 등 트러블이 발생할 때 각 조건 별 조정범위 등을 명시해 두는 것이 누구나 동일한 시간에 균일한 품질의 제품을 생산하는 지름길이 될 것입니다.

생산하는 품목 별로 설비에 표준조건을 등록하고 생산시 불러내어 사용할 수도 있지만 계절별,오퍼레이터별,제품별,설비비별 표준조건표 작성하여 데이터베이스화 하고 시스템화하여 온라인 상에서 공유된다면 글로벌 최고의 경쟁력을 갖춘 일류기업이 되지 않을까 싶습니다.