ABS 사출 성형 자주 묻는 질문

열가소성 수지인 ABS는 약 105°C(221°F)에서 녹기 때문에 제조업체에서 금형에 사출할 수 있습니다. 냉각되어 굳으면 금형의 모양을 그대로 따릅니다. ABS는 표면 마감이 우수하고 견고하며 내구성이 뛰어난 제품을 생산하는 데 있어 다른 열가소성 수지보다 선호됩니다. 다양한 제품군을 확인해 보세요. 여기에서 ABS 사출 성형 적용 사례를 확인하세요.

ABS로 소형 부품을 제작할 때, 특히 오목한 부분이 생기지 않도록 해야 하는 경우에는 1.14mm에서 1.2mm 사이의 벽 두께가 이상적입니다. 성형 효율과 구조적 강성을 균형 있게 맞추기 위해, 기능성 부품의 경우 1.5mm에서 2.5mm가 이상적인 두께 범위입니다. 대형 부품의 경우 최대 두께가 3.56mm 미만으로 사용됩니다. 그러나 두꺼운 부품은 뒤틀림, 과도한 냉각 시간, 표면 변형이 발생하기 쉽습니다.

리브, 표면이 거친 부분 또는 깊이가 깊은 부분의 경우, 이젝션 시 손상 위험을 최소화하기 위해 드래프트를 2° 이상으로 늘려야 합니다. 일반적인 경험칙에 따르면, 표면 거칠기 깊이가 0.001인치 증가할 때마다 드래프트를 1°에서 1.5° 추가해야 합니다. 이는 표면이 거칠수록 마찰이 더 많이 발생하기 때문입니다.

리브를 최적화하면 구조적 강도를 극대화하고 흔히 발생하는 성형 결함을 방지하는 데 도움이 됩니다. 아래 표는 리브 최적화를 위한 모범 사례에 대한 지침을 제공합니다.

특수 등급은 제품에 특정 요구 사항이 필요한 용도에 사용됩니다. 특수 등급 ABS의 예로는 고충격 ABS, 난연성 ABS, 고내열성 ABS, 도금용 ABS, 투명 ABS 등이 있습니다. 이에 대한 자세한 설명은 여기에는 다양한 종류가 있습니다.

성형된 PC의 인장 강도는 약 10,442 psi인 반면, ABS는 5,874 psi입니다. 열적 성능 측면에서 PC는 더 높은 온도(132°C~138°C)에서도 강도를 유지합니다. 반면 ABS는 약 97°C에서 100°C 사이에서 변형되거나 파손되기 시작합니다.

ABS는 내후성과 자외선 저항성이 떨어집니다. 장기간 햇빛에 노출되면 황변하고 취성이 생깁니다. 이로 인해 실외용 제품의 적용 범위가 제한됩니다. 또한 ABS는 인장 강도가 낮기 때문에 파손되기 전까지 PC만큼의 구조적 하중을 견딜 수 없습니다. 올바르게 가공하지 않을 경우 뒤틀림 현상이 더 쉽게 발생합니다.

PC의 가공 온도는 더 높습니다 (280^oC에서 320까지^oC) 또한 극심한 뒤틀림을 방지하고 제품의 무결성을 유지하기 위해서는 천천히, 조절하며 냉각해야 합니다.

금형 캐비티는 다이아몬드 버핑을 통해 SPI A 등급 마감 상태로 연마되어야 합니다. 이를 통해 표면 거칠기(Ra)가 0.012~0.10 μm가 됩니다. 금형 재질은 대량 생산 시에도 높은 광택을 유지할 수 있는 경화강(예: S136)으로 제작되어야 합니다. 또한 금형 온도도 더 높게(60°C – 80°C) 설정해야 합니다.

용접선, 타는 현상, 사출 불량과 같은 결함을 방지하기 위한 속도는 실제 적용 환경에 따라 결정됩니다. 경우에 따라 제조업체들은 다단계 방식을 사용하기도 합니다. 이 경우, 속도는 적당한 수준에서 시작하여 형상에 따라 점진적으로 조정됩니다. 경우에 따라 부위마다 서로 다른 속도를 적용하기도 합니다. 벽이 얇거나 고광택이 요구되는 부품의 경우, 적절한 충진을 보장하기 위해 더 빠른 속도가 필요합니다.

사출 속도가 너무 느리면 플라스틱이 금형 캐비티를 완전히 채우기 전에 식어버려 사출 부족 현상이 발생합니다. 반대로 속도가 너무 빠르면 과도한 마찰열이 발생하여 타는 현상이 일어납니다. 효율성 측면에서 볼 때, 사출 속도가 빠를수록 총 충전 시간이 단축되고 사이클 시간도 줄어듭니다.

이상적인 처리 시간은 5~6분이지만, 온도가 높을수록 체류 시간을 줄여야 합니다. 이상적인 배럴 온도는 대개 225°C에서 250°C 사이입니다.

이러한 결함의 원인은 대개 부적절한 온도 제어, 과도한 사출 속도, 불충분한 배기, 그리고 성형 전 재료의 건조가 제대로 이루어지지 않은 데 있습니다. 원인에 대한 자세한 설명은 여기에는 여러 가지 결함이 있습니다.

ABS는 흡습성이 있어 공기 중의 수분을 흡수합니다. 성형 전에 수분 함량을 0.1% 미만으로 적절히 건조하지 않으면, 이 수분으로 인해 성형품 표면에 은빛 줄무늬나 ‘별 모양’ 무늬가 생길 수 있습니다.

수축은 부품의 두꺼운 내부 부분이 외부 표면보다 더 느리게 응고되면서 표면을 안쪽으로 당길 때 발생합니다. ABS 사출 성형에서 싱크 마크가 발생하는 일반적인 원인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

• 벽 두께가 일정하지 않음
• 과도한 두께
• 충전 또는 유지 압력이 부족함
• 과도한 용융 온도
• 냉각 시간이 부족함
• 제 기능을 하지 못하는 냉각 채널
• 배기 불량

단조 현상은 주로 가공 매개변수가 적절하게 최적화되지 않았거나 금형 설계에 결함이 있을 때 발생합니다. 대부분의 경우, 아래 표에 제시된 바와 같이 금형 설계와 가공 매개변수를 최적화함으로써 이 문제를 해결할 수 있습니다.

벽 두께의 차이는 수축 불균형을 초래합니다. 마찬가지로, 금형 온도가 지나치게 높거나 불균형하면 냉각이 제대로 이루어지지 않아 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 높은 사출 속도로 인해 발생하는 높은 전단력은 비틀림이나 뒤틀림을 유발할 수 있습니다.

금형의 통기성이 충분하지 않으면, 주입 과정에서 공기가 빠져나갈 곳이 없어 주입 종료 부위에서 번이 발생할 수 있습니다. 또한 리브와 보스는 밀폐된 구조 특성상 공기가 갇힐 수도 있습니다.

ABS 수지가 충분히 가열되지 않으면 점도가 너무 높아져 금형에 고르게 채워지지 않아 유동 자국이 생길 수 있습니다. 또한, 금형 표면이 너무 차가우면 용융된 플라스틱이 금형에 닿자마자 급속히 냉각되어 ‘피막’이 형성됩니다. 남은 용융 플라스틱이 이 피막을 뚫고 지나가면서 눈에 띄는 자국이 남게 됩니다.