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사출 성형 사이클 및 사이클 시간 단축 기술

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사출 성형에 대한 이전 기사를 읽으셨다면 사출 성형에 대한 기본적인 이해가 있으실 것입니다. 사출 성형 공정. 그러나 사출 성형 사이클은 전체 사출 성형 공정의 중요한 측면이므로 더 자세히 살펴볼 필요가 있습니다.

다음으로 사출 성형 사이클의 고급 측면에 대해 이야기하겠습니다. 금형 산업에 종사하는 사람이라면 이 지식을 습득하는 것이 필수적입니다. 제품 설계자는 사출 성형 사이클의 기본 단계를 이해해야 합니다.

사출 성형 사이클 전 준비 사항

1. 재료 검사

포장, 모양, 크기, 색상을 검토하여 사출 성형 재료를 통해 주문에 필요한 유형 및 모델과 일치하는지 확인하여 잘못된 재료를 사용하는 것을 방지할 수 있습니다. 특히 투명 소재의 경우 포장 손상이나 오염 징후가 있는지 확인합니다.

2. 플라스틱 재료의 착색 및 혼합

플라스틱 소재는 일반적으로 자연색, 흰색, 회백색, 밝은 노란색 또는 투명한 색상으로 제공됩니다. 제품 색상 요구 사항을 충족하려면 사용 전에 컬러 마스터배치 또는 파우더를 추가해야 합니다. 일반적으로 제품의 색상은 초기 시험 생산 단계에서 컬러 파우더와 마스터 배치의 비율을 설정하고 색상 제한 샘플을 생성하여 조정합니다. 대량 생산 중에는 재료 요구 사항 시트와 작업 지침을 면밀히 준수하여 혼합합니다.

믹싱의 핵심 포인트

혼합하기 전에 믹서 내부 벽을 청소하세요. 유색 재료에 사용되는 믹서는 곰팡이 세정제나 등유로 세척해야 합니다. 가능하면 재료의 원래 포장 봉투를 사용하거나 대체 봉투는 깨끗하고 먼지가 없는지 확인하세요.

3. 재료 건조

재료에 과도한 수분이 있으면 제품 표면에 벌어진 자국, 기포, 싱크 자국 등의 문제가 발생하여 품질이 저하되고 외관 및 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 성형 전에 플라스틱 소재를 건조시켜야 합니다.

플라스틱 소재의 종류에 따라 수분 흡수 수준이 다르기 때문에 흡수성(예: ABS, PA, PC, PMMA) 또는 비흡수성(예: PE, PP, PS, PVC, POM)으로 분류합니다. 건조 효과는 건조 온도, 시간, 재료 두께의 세 가지 요소에 따라 달라집니다. 재료는 건조 후 수분을 재흡수할 수 있으므로 장시간 사용하지 않을 경우 동일한 조건에서 다시 건조해야 합니다.

4. 장비 청소

금형, 제품 또는 주문마다 다른 유형의 플라스틱 소재나 색상을 사용할 수 있습니다. 이러한 다양한 재료와 색상은 사출 성형기의 배럴을 통해 가소화될 때 완전히 혼합되지 않아 쉽게 파손되거나 탄성 부족, 심각한 색상 편차 또는 검은 반점 발생과 같은 잠재적인 품질 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 일부 공정이 불가능해지는 등 금형 생산이 불안정해질 수 있습니다(예: 노즐 막힘).

따라서 금형을 교체할 때는 이전 금형이나 제품에서 잔여물이 남아 있지 않도록 기계를 철저히 청소하는 것이 중요합니다.

5. 금형 준비

곰팡이 청소

Before injection molding, clean the mold’s surface, cavities, gaps around inserts, nozzles, and runners of any rust preventive oil to prevent it from sticking to the product or clogging the mold’s vents, affecting molding stability.

거울 마감 제품, 전기 성형 쉘 또는 엄격한 후처리 외관 요구 사항이 있는 금형의 경우 금형 표면에 긁힘이 생기지 않도록 면봉, 헝겊 또는 낡은 장갑을 사용하여 청소하지 마세요. 일반적으로 몰드 클리너로 헹구고 에어건으로 불어 말립니다.

청소하는 동안 에어건이나 다른 물체로 몰드 표면을 만지지 않도록 주의하세요. 청소를 위해 몰드를 분해할 때는 분해된 인서트와 몰드 케이스를 전용 플라스틱 상자에 넣고, 필요한 경우 폼이나 부드러운 천으로 감싸서 보관합니다. 비전문가가 몰드 분해 및 청소를 수행해서는 안 됩니다. 금형을 기계에 장착하기 전에 청소하는 것이 가장 좋으며, 청소가 쉽고, 품질이 보장되며, 금형 교체 시 시간을 절약할 수 있습니다.

물 연결

제품의 외관과 생산성을 위해 금형을 물, 금형 온도 컨트롤러 및 냉각기에 연결하여 외부 영향을 최소화하면서 이상적이고 비교적 안정적인 온도를 유지합니다. 물을 연결하고 금형 온도 컨트롤러를 시작한 후 일반적으로 원하는 온도에 도달하는 데 15~30분 정도 걸립니다.

핫 러너 전원 공급 장치 연결하기:

핫 러너를 사용하는 금형의 경우 금형을 장착한 후 핫 러너 전원 공급 장치를 연결하고 15~30분 동안 예열합니다. 핫 러너 컨트롤 박스의 표시 값이 설정 값에 도달한 후에만 시험 사출 성형을 시작하십시오.

사출 성형 사이클의 단계

1. 클램핑

사출 성형에서 클램핑은 사출 및 냉각 단계 전에 금형을 고정하고 닫아 두는 것을 말합니다. 여기에는 사출 중에 용융된 플라스틱 재료가 생성하는 고압을 상쇄하기 위해 금형에 특정 양의 힘을 가하는 것이 포함됩니다.

이 특정 힘의 양을 클램핑 포스라고 합니다.

많은 사람들이 1000톤 또는 500톤과 같은 톤수를 가진 사출 성형기에 대해 들어 보셨을 것입니다. 그러나 이러한 톤수는 기계의 무게가 아니라 기계가 발휘하는 최대 클램핑력을 의미한다는 점을 알아두는 것이 중요합니다. 앞으로는 클램핑력에 대한 자세한 소개와 사출 성형 공정에서 클램핑력의 중요성에 대해 공유하겠습니다.

일반적으로 클램핑 유닛은 금형의 코어와 캐비티를 서로 단단히 고정하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 장치는 고정 플래튼, 이동식 플래튼, 타이 바, 토글 메커니즘(토글 클램핑 시스템의 경우) 또는 유압 실린더(유압 클램핑 시스템의 경우)와 같은 다양한 필수 구성 요소로 구성되어 있습니다. 각 요소는 조화롭게 협력하여 금형을 단단히 고정하고 밀봉하는 데 필요한 힘을 전달합니다.

2. 주입

앞서 언급했듯이 사출 성형 사이클 전에 플라스틱 소재는 가소화라고 하는 가열 과정을 거쳐 용융 상태로 변합니다. 사출 단계에서 사출 성형기의 스크류 또는 플런저가 앞으로 움직이며 용융된 플라스틱 재료를 노즐을 통해 금형 캐비티로 밀어 넣습니다.

이 제어된 동작을 조율함으로써 용융된 플라스틱이 금형 내부로 정밀하고 균일하게 흐르도록 합니다. 스크류 또는 플런저가 압력을 가하여 용융된 플라스틱을 노즐을 통해 금형 캐비티로 밀어 넣어 원하는 모양과 패턴으로 채웁니다.

이 중요한 단계에서는 최적의 부품 품질을 달성하기 위해 사출 속도, 압력 및 타이밍을 신중하게 제어해야 합니다. 용융된 플라스틱 재료는 금형 캐비티로 흘러 들어가면서 형태와 치수가 결정됩니다. 사출 속도, 압력, 냉각 시간 간의 적절한 균형을 유지하는 것은 고품질의 결함 없는 성형 부품을 얻기 위해 중요합니다.

주입 단계는 종종 충전 과정이라고도 합니다.

3. 주거 또는 냉각

경화 또는 냉각 단계에서는 플라스틱이 굳어지는 압력을 유지하기 위해 금형을 닫은 상태로 유지합니다. 이렇게 하면 부품이 금형에서 조기에 제거될 경우 수축이나 뒤틀림을 방지할 수 있습니다. 냉각 시간은 사용되는 재료, 부품 형상 및 추가 고려 사항 등 여러 요인에 따라 달라질 수 있습니다.

고품질 성형 부품을 제작하려면 적절한 냉각이 중요합니다. 냉각을 통해 플라스틱이 완전히 응고되어 부품 전체의 균일성과 강도를 보장할 수 있습니다. 냉각 채널을 사용하거나 공냉 또는 수냉과 같은 외부 냉각 기술을 적용하는 등 다양한 방법을 통해 냉각 공정을 개선할 수 있습니다.

4. 금형 개구부

이 단계에서는 사출 성형기의 클램핑 유닛이 클램핑력을 해제하여 코어와 캐비티를 분리합니다.

금형 개방 공정은 금형의 움직이는 면에 연결된 이동식 플래튼의 움직임으로 시작됩니다. 유압 실린더 또는 토글 메커니즘과 같은 클램핑 메커니즘이 작동하여 이동식 플래튼을 후퇴시키고 고정식 플래튼에서 분리합니다. 이 작업은 금형 반쪽 사이에 간격을 만들어 성형된 부품을 제거할 수 있도록 합니다.

5. 배출

이젝션은 금형 개방 단계에서 성형된 부품을 금형 캐비티에서 분리한 후 제거하는 과정을 말합니다. 여기서 특별히 언급할 것이 있습니다: 자동화의 인기로 인해 대부분의 중국 사출 성형 회사들은 자동 로봇을 사용하여 성형 부품을 얻고 있습니다.

이젝션 공정에는 일반적으로 이젝터 핀 또는 플레이트가 금형 내에 전략적으로 배치된 이젝터 시스템으로 구성된 이젝터 시스템이 사용됩니다. 이젝터 핀 또는 플레이트가 작동하여 부품을 몰드 캐비티에서 강제로 밀어냅니다. 이젝터 핀 구멍 또는 이젝터 플레이트와 같은 기능은 이젝터 공정을 용이하게 하기 위해 금형 설계에 포함됩니다.

금형이 열리면 이젝터 시스템이 작동하고 이젝터 핀 또는 플레이트가 금형 캐비티로 확장됩니다. 핀 또는 플레이트가 성형된 부품과 접촉하여 충분한 힘을 가하여 몰드 캐비티 밖으로 밀어냅니다. 그런 다음 이젝션된 부품을 안내하여 추가 처리 또는 검사를 위해 수거합니다.

부품이 손상이나 변형 없이 안전하고 효과적으로 배출될 수 있도록 세심하게 제어해야 합니다. 크기, 모양, 재료 특성 등 부품의 특정 특성에 따라 토출 힘과 속도가 결정됩니다. 올바르게 배출하면 부품 고착, 왜곡 또는 기타 결함을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

경우에 따라 특히 복잡하거나 섬세한 부품의 이형 공정을 돕기 위해 에어 블라스트, 스트리퍼 플레이트 또는 로봇 시스템과 같은 추가 보조 이형 메커니즘이 금형 설계에 통합될 수 있습니다.

6. 금형 닫기

이 단계에서 사출 성형기의 클램핑 장치는 금형의 코어와 캐비티를 다시 결합하는 데 필요한 힘을 가합니다. 이 단계는 금형의 적절한 정렬과 폐쇄를 보장하여 사출 성형 공정의 다음 사이클을 위한 단계를 설정합니다.

사출 성형 사이클 시간에 영향을 미치는 요인

In the injection molding industry, for any project, injection molding factories must quote the machining parts before manufacturing the mold or upon receiving an existing mold from a client. This requires the factory to accurately estimate the product’s cycle time for the project.

유량 분석을 사용하더라도 사이클 시간은 추정치일 뿐입니다. 유량 분석은 충진 및 냉각 시간을 상당히 정확하게 예측할 수 있지만 금형, 기계의 상태, 작업자의 성능은 예측할 수 없습니다. 또한 특정 기계, 특히 오래된 기계의 공정 조건도 예측할 수 없습니다. 따라서 사출 성형 부품 견적을 낼 때는 사이클 시간을 정확하게 예측하는 것이 중요합니다.

연간 생산량이 적은 프로젝트의 경우 주기 시간을 과소 추정해도 큰 손실이 발생하지 않습니다. 그러나 연간 생산량이 매우 많은 프로젝트의 경우 사이클 시간 예측의 정확성이 매우 중요해집니다. 사출 성형 산업에서 수익성 있는 공장의 모토는 "사이클, 사이클, 사이클, 사이클, 사이클, 사이클, 사이클"일 수 있습니다.

주기 시간에 영향을 미치는 요인

금형의 총 사이클 시간은 다음 11개 단계를 합한 시간입니다. 사이클 시간을 줄이려면 이러한 단계를 개별적으로 최적화하고 상호 작용을 고려해야 합니다.

  1. 몰드 닫기 및 잠금 시간.
  2. 시간 채우기.
  3. Packing and holding time.
  4. 나사 지연 시간.
  5. 나사 가소화 시간.
  6. 회전 후 나사 후퇴 시간.
  7. 냉각 시간.
  8. 금형 개봉 전 냉각 지연 또는 유휴 시간.
  9. 금형 개봉 시간.
  10. 부품 배출(및 로봇 캡처) 시간.
  11. 배출 메커니즘(및 로봇)의 복귀 시간.

사출 성형 사이클 시간 단축 기술

사출 성형 공장의 경우 사출 성형 주기를 단축하는 것은 간접적으로 수익을 높일 수 있는 방법입니다. 제품 생산을 위탁하는 업체의 경우 사출 주기를 줄이면 제품 출시의 효율성을 높일 수 있습니다. 그러나 여기에는 제품 품질을 보장하는 것이 수반됩니다. 따라서 제품 품질 저하 없이 사출 주기를 단축할 수 있는 균형점을 찾는 것이 모든 사출 성형 실무자가 노력해야 할 방향입니다.

금형 설계 최적화

잘 설계된 금형은 사이클 시간 단축에 기여할 수 있습니다. 여기에는 적절한 게이트 배치, 최적화된 러너 및 냉각 채널 설계, 효율적인 부품 배출 메커니즘과 같은 고려 사항이 포함됩니다. 금형 흐름 분석 소프트웨어를 활용하여 잠재적인 설계 개선 사항을 파악하고 금형 형상을 최적화할 수 있습니다.

클램핑 및 오프닝 시간 최적화

사출 성형 사이클은 클램핑으로 시작하고 클램핑으로 끝납니다. 클램핑은 일반적으로 빠른 클램핑, 느린 클램핑, 저압 보호, 고압 잠금의 4단계로 진행됩니다. 개방은 일반적으로 느리게-빠르게-느리게 개방의 3단계로 이루어집니다. 클램핑과 개방의 속도와 위치를 최적화하면 시간을 단축할 수 있습니다. 새로운 사출 성형기는 더 빠른 속도를 위해 재생 클램핑 유압 장치(차동 클램핑)를 갖추고 있습니다.

사출 시간 최적화

고압 잠금 후 사출이 시작되며 다단계 사출을 사용할 수 있습니다. 사출 단계에서 기포나 연소와 같은 결함이 발생하지 않는 한 높은 사출 속도를 사용할 수 있습니다.

홀딩 시간 최적화

Holding starts after injection, usually at a lower pressure than injection pressure. Its primary function is to compensate for shrinkage, filling in any depressions as the molten material cools and contracts, ensuring the finished product is full (without dents) when ejected. Once the runner solidifies, holding pressure becomes ineffective and can end. Holding pressure can vary across multiple stages (generally decreasing gradually), divided by time. The overall holding time can be determined by weighing the product or ensuring it has no dents. Start with a short holding time and increase slightly with each injection until the product weight no longer increases or the level of dents is acceptable.

냉각 시간 최적화

사출 성형기에 설정된 '냉각 시간'은 보압이 끝날 때부터 금형 개방이 시작될 때까지의 기간입니다. '냉각 시간'의 목표는 제품을 계속 냉각하고 세팅하여 배출 시 변형되지 않도록 하는 것입니다. 긴 냉각 시간으로 시작하여 사출 시 제품이 변형되지 않을 때까지 사출할 때마다 점차적으로 줄여나가면 유지 시간을 더 이상 줄일 필요가 없습니다.

충전 시간 최적화

충전은 "냉각 시간"이 시작될 때 시작됩니다. 충전 시간이 "냉각 시간"보다 길면 가소화 용량이 부족하여 생산 주기에 영향을 미치는 것을 나타냅니다. 가소화 용량을 높이면 다음과 같은 방법으로 사이클 시간을 단축할 수 있습니다: A. 배리어 나사를 사용하면 가소화 용량을 늘릴 수 있습니다. B. 대구경 나사는 가소화 용량을 늘릴 수 있습니다. C. 스크류 채널 깊이를 늘리면 가소 화 용량을 늘릴 수 있습니다. D. 스크류 속도를 높이면 가소화 용량을 늘릴 수 있습니다(PVC, PET와 같이 전단에 민감한 플라스틱의 경우 제외). E. 배압을 줄이면 가소화 속도를 높일 수 있습니다. F. 유압 차단 노즐을 사용하면 클램핑 및 개방 중에 가소화할 수 있습니다. G. 사출 및 유지 중을 제외한 사이클 내내 가소화할 수 있는 장비를 사용합니다.

배럴 온도 최적화

원활한 사출 충전을 보장하는 가장 낮은 배럴 온도를 사용하면 '냉각 시간'을 단축할 수 있습니다.

클램핑 력 최적화

플래시가 발생하지 않는 가능한 가장 낮은 클램핑 힘을 사용하여 고압 잠금에 필요한 시간을 단축하고 금형, 사출 성형기의 타이바, 엘보우 및 플래튼의 수명을 연장합니다.

냉각 효율 최적화

금형 수로 설계를 최적화하면 열 교환 효율과 제품 냉각 균일성을 개선하여 냉각 시간을 단축할 수 있습니다. 얼음물 냉각을 사용하면 제품 품질 요구 사항을 충족하는 경우 '냉각 시간'을 단축할 수 있습니다.

배출 시간 최적화

토출력이 낮은 소형 사출 성형기에서는 공압식 토출이 유압식 토출보다 빠를 수 있습니다. 독립적인 유압, 공압 또는 전기 제어를 통해 금형 개방과 사출을 동시에 수행할 수 있습니다. 여러 번 사출하는 경우 사출기의 진동 사출을 사용하면 이젝터 핀을 매번 완전히 후퇴시킬 필요가 없으므로 여러 번 사출하는 데 걸리는 시간이 단축됩니다.

퍼스트몰드는 모든 동료들에게 다시 한 번 강조하고 싶습니다: 사출 성형 사이클 단축은 제품의 품질, 치수, 외관, 기능 및 재료에 영향을 주지 않으면서 최적화되어야 합니다. 그렇지 않으면 최적화를 위한 모든 노력이 무의미해집니다.

사출 성형 사이클의 주요 파라미터

매개변수매개변수매개변수매개변수
사출 압력사출 속도유지 압력금형 온도
나사 회전 속도배압용융 온도곰팡이 환기
클램핑 포스재료 수분 함량샷 크기나사 뒤로 위치
캐비티 압력냉각수 온도주입 속도부품 배출 메커니즘
러너 시스템나사 L/D 비율스프 루 크기냉각 라인 설계

이 표의 전문 용어는 매우 중요하며, 일부 용어는 구매자의 제품 디자이너가 숙지해야 하는 경우도 있습니다. 앞으로 몇 가지 핵심 용어를 선정하여 자세히 소개하겠습니다.

결론

사출 성형 생산 주기를 이해하고 계산하면 사출 성형 공장에서 고객 제품 생산의 모든 측면을 규정을 준수하는 방식으로 관리하는 데 도움이 됩니다. 업계 동료나 사출 성형에 처음 입문하는 분들에게 이 글을 적극 추천합니다. 질문이 있으시면 이 글의 댓글 섹션에 언제든지 공유해 주세요.

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