플라스틱 사출 성형품 설계 치수오차 발생원인

플라스틱 사출 성형품 설계 치수오차 발생원인

 

플라스틱 사출 성형품의 설계 조건으로 성형후 수지의 물리적 화학적 특성유지, 잔류응력에 의한 크랙이 생기지 않도록 하고 성형사이클 단축, 금형제작 용이,금형제작 Cost가 저렴하도록 설계하여야 합니다

 

플라스틱 성형품의 잔류응력

 

수축 차이에 의해 성형할 때 냉각 불균일, 수지 흐름의 방향성에 의한 팽창, 수축의 차이로 성형품 내부에 잔존하는 응력을 말합니다

 

• 일반 수지 인장강도 - 400 ~ 500 Kgf/㎠
• 잔류응력 - 약 70 Kgf/㎠

 

성형품을 장시간 사용하면 외부응력, 열응력 같은 외적요인에 의해 강도저하를 일으키고 내부응력에 의해 파괴되는 경우가 발생합니다

 

플라스틱 성형품 설계 고려사항

 

플라스틱 성형품 치수정밀도 오차 발생원인 

 

금형에 관련된 치수오차 원인

 

• 금형 각 부분 가공정밀도, 제작상의 오차
• 금형 기본 구조 형식, 각 부품의 조립방법, 상하 형판의 축선 및 맞춤방법, 파팅라인 위치, 사이드 코어 구조
• 금형 마모 변형
• 장시간 사용 금형의 경우 사출압력, 체결압력에 의한 변형. 형체 행정 중 금형 틀어짐
• 금형재료,강도,열처리,표면처리에 의한 변형

 

성형 재료 관련 치수오차 원인

 

• 성형재료 종류에 따라 유동성 변화,성형수축률의 변동, 재료입자 크기 변화, 표준성형 수축률이 작을수록 치수오차를 감소시킬 수 있습니다

 

사출성형 공정에 의한 치수오차

 

• 수지의 건조,예열
• 실린더온도
• 금형온도
• 사출압력 보압시간
• 사출량
• 사출속도
• 냉각시간 및 성형시간

 

성형후 변화에 의한 치수오차

 

• 주변 온도,습도
• 재질의 소성변형, 잔류응력에 의한 치수변화

 

치수오차를 줄이기 위한 고려사항

 

• 제품의 두게를 균일하게
• 집중하중이 걸리지 않도록 설계
• 수지의 열팽창 계수가 크므로 사용시 온도차를 고려한 설계

 

 

플라스틱 성형품 설계시 고려사항

 

성형수축

 

성형품 설계시 성형능률을 향상시키고 금형제작을 쉽게하며 금형 가격을 저럼하게 해야 하는데 성형재료의 종류 및 특성에 따라 성형 수축률 범위가 정해져 있으므로 같은 재료라 하더라도 제작사마다 수축률이 차이가 있을 수 있습니다

 

성형수축률 = (상온에서 금형치수 - 상온에서 성형품 치수) * 100(%) / 상온에서 금형치수

 

성형수축률에 영향을 주는 요인

 

• 열적수축 - 수지 고유의 열팽창률에 의한 수축
• 탄성회복에 의한 팽창 - 성형압력이 제거되어 원상태로 복귀할 때 발생되는 팽창
• 결정화에 의한 수축 - 성형 공정에서 결정화에 따른 체적 수축
• 분자배향 완화에 의한 수축 - 수지는 유동방향으로 늘어나지만 냉각시 배분성이 완화되어 늘어진 분자가 원래의 상태로 돌아가려고 하여 발생하는 수축

 

성형품 설계 파팅라인 고려사항

 

금형에서 성형품을 빼내기 위해 금형을 열어야 하고 플래시 또는 분할선이 발생하는데 이 선을 파팅라인(Parting Line)이라고 하며 파팅라인을 정할 때 다음 사항을 고려하여야 합니다

 

• 눈에 잘 띄지 앟는 위치에 있도록
• 언더컷이 없는 부위
• 금형 가공이 용이하도록
• 게이트 위치 및 형상을 고려
• 금형 고정측 형판과 가동측 형판이 다소 어긋남이 생겨도 파팅라인은 눈에 보이지 않도록

 

성형품의 빼기 구배

 

금형에서 성형품을 빼내기 위해 구배가 필요하며 구배는 성형품의 형상,성형재료의 종류,금형구조,성형품 표면의 다듬질 정도 및 표면 다듬질 방향에 따라 다릅니다

 

빼기 구배 설정기준

 

• 성형품을 금형으로부터 빼내기 쉽게하기 위해 1~2º ( 1/30 ~ 1/60 )구배를 줌
• 빼기구배를 취할 수 없는 경우 슬라이드 방식 또는 고정코어 방식의 금형구조로 함
• 빼기 구배가 있는 곳에 무늬가 있을 경우 4º 정도 큰 구배
• 유리섬유,탄산칼슘 등을 충전한 성형재료는 수축률이 작으므로 빼기 구배는 크게 설정
• 일반적인 빼기 구배는 1/30 ~ 1/60(1~2º) 이 적당하고 실용한도는 1/120(1/2º)

 

플라스틱 성형품 설계시 치수오차 발생원인과 성형품 설계시 기초적인 고려사항을 공부해 보았습니다

 

보충학습을 통해 지식을 향상해 나가야 할 것입니다

 

사출조건 표준화 계량위치 형체력 냉각타임 산출 방법

사출조건 표준화 계량위치 형체력 냉각타임 산출 방법

 

사출성형 금형 게이트(Gate)종류 및 기구 설계시 고려사항

사출성형 금형 게이트(Gate)종류 및 기구 설계시 고려사항

 

사출 성형기 선정 방법(사출 중량,압력,속도)

사출 성형기 선정 방법(사출 중량,압력,속도)