사출 속도 및 사출 압력 이해

사출 성형에는 온도, 시간, 압력, 속도 및 위치와 같은 몇 가지 주요 요소가 포함됩니다. 온도, 시간, 위치는 비교적 간단하지만 사출 속도와 사출 압력은 더 복잡합니다. 특히 사출 속도는 다른 공정 파라미터처럼 표준화된 기준 데이터가 없기 때문에 성형 공정에서 제어하기 까다로운 측면입니다.

오늘은 사출 속도, 사출 압력 및 이들의 상호 관계를 이해하는 데 중점을 두겠습니다.

사출 속도란 무엇인가요?

일반적으로 설정된 사출 속도는 스크류의 전진 속도를 나타냅니다. 그러나 중요한 것은 금형 캐비티 내 용융물의 흐름 속도이며, 이는 흐름 방향의 단면적에 따라 달라집니다.

사출 속도와 제품 품질 간의 밀접한 관계로 인해 사출 성형에서 사출 속도는 매우 중요한 파라미터입니다. 게이트 근처, 본체 및 흐름 끝에서 사출 속도를 설정하고 해당 사출 위치를 조정하면 외관이 우수하고 내부 응력이 최소화된 제품을 제조할 수 있습니다.

다단계 사출 속도의 개념

사출 속도 제어는 스크류의 사출 스트로크를 여러 단계로 나누고 각 단계마다 적절한 사출 속도를 사용하는 방식으로 이루어집니다.

다단계 사출 속도를 설정하는 단계(3단계 예시)

첫 번째 단계: V1, V2, V3을 동일한 속도로 설정한 다음 약 5%에서 사출 속도를 5% 단위로 서서히 증가시키면서 모양을 관찰합니다. 게이트 근처, 본체 및 흐름 끝에서 좋은 외관을 생성하는 속도를 대략적으로 파악합니다. 기존 시험 데이터를 사용하여 각 단계에 적합한 속도를 결정할 수도 있습니다.

두 번째 단계: 스크류 스트로크(S1, S2, S3)의 초기 예상치를 바탕으로 S1의 경우 게이트 주변에서 좋은 외관을 얻을 수 있는 속도 V1을 입력하고, S2의 경우 본체에서 좋은 외관을 얻을 수 있는 속도 V2를 입력하고, S3의 경우 흐름 끝에서 좋은 외관을 얻을 수 있는 속도 V3을 입력하고 시험 사출을 수행합니다.

세 번째 단계: "S1"을 앞뒤로 움직여 게이트와 본체 근처에서 보기 좋은 최적의 위치를 찾은 다음 "S2"를 조정하여 본체와 흐름 끝에 가장 적합한 위치를 찾습니다. 스위칭 위치(S3)를 조정하면 다음과 같은 문제도 극복할 수 있습니다. 사출 성형 결함 플래시 및 흐름 끝의 모양이 좋지 않은 경우 등입니다.

사출 속도 설정의 원리

1. 유체의 표면 속도는 일정해야 합니다.

2. 주입 중 용융물이 얼지 않도록 급속 주입을 사용합니다.

3. 사출 속도 설정은 중요 영역(예: 러너)에서는 빠르게 주입하고 게이트에서는 속도를 늦추는 것을 고려해야 합니다.

4. 금형 캐비티가 채워졌는지 확인한 다음 과충진, 섬광 및 잔류 응력을 방지하기 위해 즉시 중지합니다.

5. 속도 세분화는 금형 형상, 기타 흐름 제한 및 불안정 요인을 고려해야 합니다.

속도를 올바르게 설정하려면 사출 성형 공정과 재료에 대한 명확한 이해가 필요하며, 그렇지 않으면 제품 품질을 제어하기 어렵습니다. 용융 유속은 직접 측정하기 어렵기 때문에 스크류 진행 속도 또는 캐비티 압력(체크 밸브가 누출되지 않는지 확인)을 측정하여 간접적으로 계산할 수 있습니다.

금형 형상이 사출 속도 설정에 미치는 영향

1. 벽이 얇은 섹션에는 빠른 사출 속도가 필요합니다.
2. 벽이 두꺼운 부품은 결함을 방지하기 위해 느린-빠른-느린 속도 곡선이 필요합니다.
3. 제품 품질 표준을 보장하기 위해 사출 속도 설정은 용융물 전면 유속을 일정하게 유지해야 합니다. 용융물의 유속은 부품의 분자 정렬과 표면 상태에 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다.
4. 용융 전선이 단면적에 도달하면 속도가 느려져야 합니다.
5. 방사형 확산이 있는 금형의 경우 용융 흐름이 균형 있게 증가하도록 합니다.
6. 용융 전면의 냉각을 줄이려면 긴 흐름 경로를 빠르게 채워야 합니다.
7. 사출 속도를 조정하면 게이트에서 느린 흐름으로 인한 결함을 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다. 용융물이 노즐과 러너를 통과하여 게이트에 도달할 때 용융물 전면의 표면이 이미 냉각되어 굳어졌거나, 용융물이 게이트를 통과할 수 있는 충분한 압력이 형성될 때까지 러너가 갑자기 좁아져 용융물이 정체되어 게이트의 압력이 피크에 도달할 수 있습니다.
8. 높은 압력은 재료를 손상시키고 게이트에서 흐름 라인 및 그을림과 같은 표면 결함을 유발할 수 있습니다. 이 문제는 게이트 직전에 속도를 늦춰 게이트에서 과도한 전단을 방지한 다음 사출 속도를 원래 값으로 다시 높여서 해결할 수 있습니다. 게이트에서 사출 속도를 정밀하게 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에 러너의 마지막 구간에서 속도를 늦추는 것이 더 나은 전략입니다.

사출 속도를 통한 제품 결함 개선

플래시

주입이 끝날 때 속도를 제어하면 플래시, 그을림, 갇힌 공기와 같은 결함을 방지하거나 줄일 수 있습니다. 충전이 끝날 때 속도를 늦추면 캐비티의 과충진을 방지하여 플래시를 방지하고 잔류 응력을 줄일 수 있습니다. 금형 흐름 경로 끝의 배기 불량으로 인한 갇힌 공기 또는 충진 문제도 특히 사출 마지막에 배기 속도를 줄임으로써 해결할 수 있습니다.

쇼트 샷

게이트의 속도가 너무 느리거나 국부적으로 흐름이 막히면 용융물의 응고로 인해 짧은 샷이 발생합니다. 게이트를 통과한 직후 또는 국부적인 흐름 막힘이 있는 경우 사출 속도를 높이면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 흐름 자국, 게이트의 번 마크, 열에 민감한 소재의 박리 등의 결함은 게이트 통과 시 과도한 전단으로 인해 발생합니다.

스프레드 마크

부품의 부드러움은 사출 속도에 따라 달라지며, 유리 섬유로 채워진 소재, 특히 나일론은 특히 민감합니다. 스프레(물결 모양)는 점도 변화로 인한 흐름 불안정성으로 인해 발생합니다. 물결 모양이든 고르지 않은 미스트이든 결함의 유형은 흐름 불안정성의 정도에 따라 달라집니다.

제트 마크

분사되는 것을 방지하려면 사출 속도 설정을 통해 러너 영역이 빠르게 채워진 다음 게이트를 천천히 통과하도록 해야 합니다. 이 속도 전환점을 파악하는 것이 중요합니다. 너무 빠르면 주입 시간이 지나치게 길어지고, 너무 늦으면 과도한 흐름 관성으로 인해 분출이 발생할 수 있습니다. 용융 점도가 낮고 배럴 온도가 높을수록 분사 경향이 더 뚜렷하게 나타납니다. 작은 게이트에서는 고속, 고압 주입이 필요하므로 흐름 결함을 유발하는 중요한 요인이 됩니다.

싱크 마크

보다 효과적인 압력 전달과 더 작은 압력 강하를 통해 싱크 마크를 개선할 수 있습니다. 낮은 금형 온도와 느린 스크류 이송 속도는 흐름 길이를 크게 단축시키며, 이는 높은 사출 속도로 보상해야 합니다. 고속 흐름은 열 손실을 줄이고 마찰로 인한 높은 전단 열로 인해 용융 온도가 상승하여 부품 외부 층의 두꺼워지는 속도가 느려집니다.

사출 시스템 압력 및 사출 압력

사출 압력은 사출 성형기의 유압 시스템에 의해 제공됩니다. 시스템 압력은 사출 유압 실린더에 작용하거나 전달되고, 거기에서 스크류를 통해 사출 용융물로 전달됩니다. 그런 다음 용융물은 노즐에서 금형의 메인 채널로 이동하여 금형 캐비티에 주입됩니다.

사출기 압력 및 시스템 압력의 역할

사출기 압력: 사출 시 플라스틱은 흐름 저항을 극복하고 금형 캐비티를 채우기 위해 높은 사출 압력을 받아야 합니다. 사출 압력의 수준은 성형 제품의 품질과 치수 정확도뿐만 아니라 플라스틱 용융물의 성능과 사출 공정의 안정성에도 영향을 미칩니다.

시스템 압력: 시스템 압력의 크기는 사출 성형 공정의 정밀도, 안정성 및 에너지 소비에 직접적인 영향을 미칩니다.

사출기 압력과 시스템 압력의 차이점

다양한 기능

사출 압력은 주로 플라스틱의 점도와 흐름 저항을 극복하기 위해 금형에 주입된 용융물에 작용합니다. 시스템 압력은 사출 실린더에 작용하여 사출 압력으로 변환되어 유압 오일을 구동하는 데 필요한 순간 운동 에너지를 제공합니다.

다양한 조정 방법:

시스템 압력은 주로 유압 시스템의 제어 회로와 부스팅 장치에 의해 조정되는 반면, 분사 압력은 PID 제어 시스템을 통해 조정됩니다.

다양한 응답 시간:

사출 압력은 밀리초 단위의 응답 시간으로 빠르게 조정되므로 제어 시스템이 현재 압력 값에 즉각적으로 반응할 수 있습니다. 시스템 압력 조정이 느리기 때문에 원하는 고압에 도달하기 위해 유압 시스템에 압력을 가하는 데 시간이 필요합니다.

사출 압력 계산 공식

1. 사출 성형기의 사출 압력 계산 공식은 다음과 같습니다: P = K × Q / S
   • P: 사출 압력, MPa 단위
   • K: 사출 압력 계수, 플라스틱에 따라 다름
   • Q: 사출 재료의 순간 유량, g/s 단위
   • S: 부품의 예상 면적(평방 센티미터)입니다.
2. 사출 압력 계수 K 결정 a. 재료 특성: 재료마다 용융 흐름 특성이 다르기 때문에 사출 압력에 따라 다른 K 값이 필요합니다. 생산 시에는 재료의 특성에 따라 적절한 K 값을 선택해야 합니다. b. 사출 공정 및 장비: K 값은 사출 공정과 장비에 따라 달라집니다. 따라서 생산 시 사출기의 성능과 사출 공정의 요구 사항에 따라 적절한 K 값을 선택해야 합니다.

사출 압력(Pi) 및 시스템 압력(펌프 압력) 계산

사출 압력 공식 Pi(KG/CM2): Pi = P * A / Ao

Pi: 사출 압력

P: 펌프 압력

A: 사출 실린더의 유효 면적

Ao: 나사 단면적

A = π * D^2 / 4; D: 지름; π: Pi = 3.14159

예 1: 알려진 펌프 압력, 사출 압력 계산?

펌프 압력 = 75 KG/CM2, 사출 실린더 유효 면적 = 150 CM2, 나사 단면적 = 15.9 CM2(직경 45mm).

공식 2πR2 = 3.1415 * (45mm / 2)^2 = 1589.5mm2 Pi = 75 * 150 / 15.9 = 707 KG/CM2

예 2: 알려진 사출 압력, 펌프 압력을 계산하시겠습니까?

필요한 사출 압력 = 900 KG/CM2, 사출 실린더 유효 면적 = 150 CM2, 나사 단면적 = 15.9 CM2(직경 45)

펌프 압력 P = Pi * Ao / A = 900 * 15.9 / 150 = 95.4 KG/CM2

사출 압력과 속도의 관계

사출 압력과 속도 사이의 관계는 상호 작용하며 사출 성형에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 동일한 사출 속도에서 사출 압력이 높을수록 플라스틱의 유동성이 향상되어 제품의 치수 정밀도와 표면 매끄러움이 향상됩니다. 그러나 과도한 사출 압력은 과도한 금형 힘을 유발할 수 있습니다. 이로 인해 틈이 생기고 사출기의 부하가 증가하여 사출 공정이 불안정해질 수 있습니다. 따라서 실제로는 최적의 성형 결과를 얻기 위해 특정 생산 요구 사항과 재료 특성에 따라 사출 압력과 속도를 조정해야 합니다.

결론

이 문서에서 다루는 사출 속도와 압력에 대한 인사이트는 표면적인 것일 수 있습니다. 예를 들어, 사출 성형 전문가는 이러한 요소에 대해 배우면서 사출 곡선 그래프도 이해해야 합니다.

저는 이 영입니다. 사출 성형 및 금형에 대한 인터넷과 서적에서 얻은 통찰력과 실제 사출 성형 경험을 공유합니다. 제 콘텐츠가 흥미롭거나 궁금한 점이 있으면 언제든지 다음 연락처로 문의해 주세요. [email protected] 를 클릭하여 자세히 논의하세요.