퍼스트몰드 하프 로고

사출 성형이란? 20년 경력의 전문가가 알려주는 가이드

이 글 공유하기:
사출 성형 공정을 위한 자동 생산 라인

사출 성형은 20년 이상의 전문성을 자랑하는 업계 베테랑의 통찰력과 경험을 통해 세심하게 제작된 퍼스트몰드가 제공하는 초석 서비스입니다. 노련한 마스터들의 총체적인 노력으로 탄생한 이 기사는 여러분의 기대를 뛰어넘을 것을 약속합니다. 사출 성형의 기초와 고급 측면의 두 부분으로 구성되어 있습니다. 주요 대상은 제품 디자인에 대한 이해를 높이고자 하는 초보자나 업계에 새로 진입한 사람입니다. 사출 성형 서비스, 사례 연구 또는 견적을 원하는 경우 "사출 성형 서비스"를 참조하세요.

사출 성형 공정을 통한 플라스틱 제품 생산
사출 성형 공정을 통한 플라스틱 제품 생산

사출 성형의 복잡성에 대해 자세히 알아보기 전에 한 가지 질문을 생각해 봅시다. 우리 일상을 가득 채우고 있는 플라스틱 제품에 대해 생각해 본 적이 있으신가요? 물병, 컴퓨터 마우스, 가전제품 케이스와 같은 품목은 어디에나 존재합니다. 실제로 플라스틱은 현대 사회에서 가장 많이 활용되는 소재입니다. 오늘은 이러한 플라스틱 제품 생산의 핵심인 사출 성형에 대해 알아보겠습니다. 압출, 블로우 성형, 회전 성형, 3D 프린팅, 열성형 등 플라스틱을 제작하는 방법은 무수히 많지만, 사출 성형은 대중성과 활용도 측면에서 가장 널리 사용되고 있습니다.

사출 성형이란 무엇인가요?

사출 성형에 대한 설명

사출 성형은 플라스틱의 열적 특성을 활용하여 호퍼에서 재료를 배럴에 적재하는 것으로 공정을 시작합니다. 배럴 주변의 가열 링이 재료를 녹입니다. 배럴 내부에서는 외부 모터로 구동되는 스크류가 회전하면서 홈을 통해 재료를 앞으로 밀어내고 압축합니다.

외부 가열과 나사의 전단력이 결합하여 재료를 서서히 가소화, 용융 및 균질화합니다. 나사가 회전하면서 마찰과 전단력에 의해 녹은 재료가 나사 머리 쪽으로 이동합니다. 한편 스크류는 재료의 반력에 의해 수축하여 스크류 헤드에 저장 공간을 만들어 가소화 과정을 완료합니다.

그런 다음 사출 실린더 피스톤의 고속 고압력으로 녹은 재료가 노즐을 통해 금형 캐비티에 주입됩니다. 캐비티에서 가압, 냉각 및 응고된 후 금형이 열리고 배출 메커니즘이 최종 제품을 적격 품목으로 방출합니다.

초보자에게는 전문 어휘가 많이 포함되어 있어 복잡해 보일 수 있습니다. 아래 추천 동영상을 통해 더 깊이 이해할 수 있습니다. 플라스틱 원료를 완제품으로 만들기 위한 두 가지 필수 요소는 사출 금형과 사출 성형기라는 점을 기억하세요.

이 동영상은 전체 사출 성형 공정을 보여줍니다.

사출 성형 공정의 간략한 역사

기록된 최초의 사출 성형기는 1872년 미국에서 니트로셀룰로오스와 장뇌 혼합물의 가소화 및 성형 문제를 해결하기 위해 J.W. Hyatt가 발명한 것으로 거슬러 올라갑니다. "포장 기계"(미국 특허 번호 13329)로 알려진 이 장치는 제조 역사에서 중요한 순간을 기록했습니다.

1921년으로 거슬러 올라가면, 사출 성형기로 인식될 수 있는 최초의 기계는 H. 부흐홀츠가 제작한 것입니다. 수동으로 작동하는 이 플런저 타입의 기계는 당시의 스크류 타입 압축 프레스와 유사했습니다.

1926년, 에커트와 지글러는 최초의 대량 생산 사출 성형기를 제조했습니다. 이 기계는 수동 금형 클램핑이 특징이었지만 공압 사출을 도입하여 큰 혁신을 가져왔습니다. 수평 구조를 채택한 이 초기 기계의 설계 원칙은 현대 플라스틱 제조 기술에 계속 영향을 미치고 있습니다.

과거의 사출 성형 공정
과거의 사출 성형 공정

사출 성형 기초

사출 금형

이전 논의에서 사출 금형과 사출 성형기라는 두 가지 기본 개념을 소개했습니다. 먼저 사출 금형에 대해 이야기해 보겠습니다.

사출 금형은 사출 성형 공정에서 중요한 도구라고 생각하면 됩니다. 이 과정에서 플라스틱 원료를 가열하여 용융 상태로 만든 후 사출 금형에 주입합니다. 금형 내부의 재료를 냉각하고 응고시켜 원하는 플라스틱 제품을 얻습니다. 사출 금형은 성형 공정에 필수적인 요소이지만, 일부 회사에서는 금형을 직접 제작하지 않고 사출 성형기를 보유하는 경우가 많습니다. 이러한 회사는 금형 제작 기계의 구입 및 제조와 관련된 비용을 줄이기 위해 외부에서 금형을 구매하는 경우가 많습니다.

사출 금형은 일반적으로 여러 구성 요소로 이루어져 있습니다:

  • 몰드 베이스: 사출 금형의 주요 부품으로, 일반적으로 경도와 내마모성이 높은 재료(예: 강철, 알루미늄, 구리 등)로 만들어져 금형의 수명을 보장합니다.
  • 몰드 캐비티: 플라스틱 제품이 성형되는 사출 금형의 단면으로, 일반적으로 특정 형상과 치수를 가진 캐비티로 구성됩니다.
  • 러너 시스템 및 게이트: 용융된 플라스틱을 성형 캐비티로 안내하는 사출 금형의 부품입니다. 원활한 흐름을 보장하고 누출을 방지하기 위해 적절한 재료(플라스틱 또는 금속 등)로 만들어집니다.
  • 지지대 및 고정 부품: 금형을 지지하고 정밀도를 보장하는 부품. 강도와 안정성을 보장하기 위해 적절한 재료로 제작됩니다.
  • 냉각 시스템: 용융된 플라스틱을 식히고 굳히기 위해 설계된 사출 금형 내의 섹션입니다. 일반적으로 과열로 인한 성형 부품의 손상을 방지하기 위해 적절한 냉각 매체(예: 물 또는 가스)가 포함됩니다.

본질적으로 사출 금형은 산업 생산에 없어서는 안 될 도구로, 효율성을 크게 향상시키고 비용을 절감하며 다양한 모양과 크기의 플라스틱 제품을 제조할 수 있게 해줍니다. 대량 생산이 필요한 모든 제품은 금형에 의존하며, 금형은 산업 발전의 시작을 알리고 "산업의 어머니"라는 칭호를 얻게 되었습니다.

이 문서에서는 사출 금형에 대해 자세히 다루지는 않지만 "사출 금형" 를 참조하세요.

사출 성형기

사출 성형기는 주로 플라스틱을 가열하고 녹은 플라스틱에 고압을 가해 플라스틱이 주입되어 금형 캐비티를 채우도록 하는 사출 성형 공정에서 중요한 역할을 합니다. 이 기계는 이 공정에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다.

성형기에는 구조, 금형 유형 및 기타 요인에 따라 분류되는 다양한 유형이 있습니다. 전 세계적으로 크라우스마페이, 데마그, 허스키 등 유명한 플라스틱 성형기 제조업체가 많이 있습니다. 더 자세한 정보는 "사출 성형기" 페이지로 이동합니다.

정밀도와 브랜드의 차이를 고려할 때 사출 성형기 비용은 수십만 달러까지 차이가 나는 등 크게 달라질 수 있습니다. 따라서 플라스틱 제품 생산이 필요한 경우 제조 시설에서 보유하고 있는 장비의 범위를 고려하는 것이 회사의 역량을 가늠할 수 있는 일반적인 방법입니다.

사출 성형의 유형

실제로 '사출 성형'에는 다양한 공정이 포함됩니다. 중요한 점은 일반적으로 "사출 성형"이라고 하면 일반적으로 "플라스틱 사출 성형"을 의미합니다. 이 공정은 사출 성형의 광범위한 범위 내에서 가장 빈번하게 사용되기 때문에 "플라스틱 사출 성형"을 단순히 "사출 성형"으로 줄여서 부르는 경우가 많습니다. "플라스틱 사출 성형"을 "표준 사출 성형"으로 간주할 수도 있습니다.

사출 성형에서 흔히 볼 수 있는 특수 공정에 대해 자세히 알아보겠습니다:

프로세스사용된 재료일반적인 애플리케이션설명
플라스틱 사출 성형열가소성 플라스틱소비재, 자동차 부품플라스틱 알갱이를 녹여 금형에 주입하여 다양한 부품을 만들 수 있습니다.
액상 실리콘 고무(LSR)실리콘의료 기기, 자동차 부품액체 실리콘을 가열된 금형에 주입하여 유연하고 내구성 있는 부품으로 경화시킵니다.
열경화성 사출 성형열경화성 플라스틱전기 절연체, 자동차 부품열을 가하면 비가역적으로 경화되는 열경화성 소재를 성형하여 내열 부품을 제작합니다.
이중 주입/멀티 컴포넌트여러 자료여러 속성을 가진 복잡한 부품다중 재료 부품을 위해 하나의 금형에 서로 다른 재료를 동시에 또는 순차적으로 사출합니다.
디지털 광원 처리(DLP)광경화성 수지프로토타이핑, 소량 생산빛을 사용하여 수지를 층층이 경화시키고 사출 성형과 결합하여 세부 부품을 만듭니다.
분말 사출 성형(PIM)금속, 세라믹의료, 전자, 항공우주 부품금속 또는 세라믹 분말을 바인더와 혼합하여 금형에 주입한 다음 소결하여 강도를 높입니다.
폼 사출 성형발포제가 포함된 열가소성 플라스틱자동차, 패키징플라스틱에 발포제를 주입하여 발포 코어가 있는 경량 부품을 만듭니다.
반응 사출 성형(RIM)반응성 폴리머자동차 부품(범퍼, 펜더), 인클로저반응성 화학 물질을 금형에 주입하여 크고 가벼운 부품으로 팽창 및 경화시킵니다.

퍼스트몰드는 현재 플라스틱 사출 성형과 실리콘 사출 성형 공정을 모두 전문으로 하고 있습니다. 플라스틱 사출 성형 분야에서는 오버몰딩, 투샷 성형, 인서트 성형과 같은 특정 기술에 대한 전문성을 더욱 강화하고 있습니다. 이러한 각 공정을 통해 다양한 제조 요구사항과 제품 사양을 충족할 수 있습니다:

  • 오버몰딩 두 가지 소재를 융합하여 그립감과 심미성을 향상시킬 수 있습니다.
  • 투샷 몰딩 는 단일 프로세스에서 여러 소재나 색상을 사용하는 복잡한 제품을 효율적으로 제작합니다.
  • 몰딩 삽입 금속 부품을 플라스틱 부품에 통합하여 향상된 기능과 강도를 제공합니다.

사출 성형 공정의 워크플로

스테이지설명
1. 재료 선택특정 속성 및 특정 완제품의 요구 사항에 따라 적합한 플라스틱 소재를 선택합니다.
2. 금형 설계플라스틱 소재를 원하는 형태로 성형하는 데 사용할 금형을 디자인합니다. 여기에는 부품의 크기, 모양, 표면 마감은 물론 채널이나 통풍구와 같은 피처의 배치와 디자인을 지정하는 것이 포함됩니다.
3. 금형 제작CNC 밀링, EDM 또는 레이저 절단과 같은 첨단 밀링 기술을 사용하여 금형을 제작합니다. 금형과 다른 부품을 높은 공차로 제조해야 고품질의 제품을 통해 올바른 크기의 부품을 보장할 수 있기 때문에 금형과 다른 부품을 높은 공차로 제조하는 것이 중요합니다.
4. 사출 성형기 설정사출 성형기에 금형을 놓고 사용되는 재료와 생산되는 부품에 따라 적절한 설정으로 기계를 지정합니다. 
5. 사출 성형 주기플라스틱을 녹는점에 도달할 때까지 가열하고 플라스틱을 금형에 넣는 사출 성형 공정을 수행합니다. 이후 재료는 냉각되어 고체 상태로 변환됩니다.
6. 부품 마감생성된 부품의 종류에 따라 청소, 광택 처리 또는 기타 작업을 통해 특수화 및 전체적인 외관을 완성해야 합니다. 드릴링, 페인팅 또는 라벨링과 같은 피드백 활동이 있을 수 있습니다.
7. 품질 관리완성된 부품을 검사하여 품질, 크기 및 성능 표준에 맞는지 확인합니다. 이는 육안 검사, 치수 측정 또는 강도 및 경도와 같은 재료 특성 테스트를 통해 수행할 수 있습니다.
퍼스트몰드 플라스틱 성형 공정 흐름도
퍼스트몰드 플라스틱 성형 공정 흐름도


사출 성형 공정은 크게 몇 가지 중요한 단계로 구성됩니다. 여기서는 사출 성형 사이클의 6단계에 대해 구체적으로 설명하겠습니다. 참고로 일곱 번째 단계는 사이클의 반복을 표시하여 새로운 사이클을 시작합니다.

클램핑

사출 성형 공정의 첫 번째 목표는 금형을 닫거나 금형 캐비티에 플라스틱 재료를 압축할 수 있도록 충분히 '클램핑'하는 것입니다. 금형이 사출 단계에서 발생하는 압력을 견디고 금형이 단단히 닫힌 상태를 유지하려면 충분히 강한 클램핑 력이 필요합니다.

주입

금형이 고정된 후 플라스틱 소재를 가열하여 녹는점에 도달한 다음 고압으로 금형 캐비티로 압착합니다. 재료는 게이트를 통해 몰드에 채워지는데, 게이트는 재료가 들어가는 몰드의 구멍입니다.

주거

플라스틱 소재를 금형에 주입한 후에는 잠시 동안 압력을 가한 상태로 유지해야 하는데, 이를 스테이징 단계라고 합니다. 이렇게 하면 각각의 냉각이 완료될 때 부품이 금형에서 완전히 형성됩니다.

냉각

거주 단계가 완료되면 금형을 냉각하여 플라스틱 소재를 굳힙니다. 제품이 균일하게 냉각되고 뒤틀림과 같은 결함이 나타나지 않도록 냉각 공정을 매우 정확하게 제어해야 합니다.

금형 개구부

플라스틱 소재가 냉각 및 응고 과정을 거치면 금형이 열리고 부품이 금형에서 방출됩니다. 이젝터 핀은 부품을 밀어 금형에서 꺼낼 수 있는 충분한 힘을 가하는 핀으로, 부품에 힘을 전달하여 금형에서 부품을 꺼내는 공정에 사용됩니다.

배출

분리된 제품은 배출 단계에서 기계에서 제거되고 여분의 재료는 다듬어집니다.

반복

그런 다음 사출 성형 사이클을 반복하여 추가 부품을 다시 생산합니다.

사출 성형 사이클에 관심이 있으시면 "사출 성형 주기'를 클릭해 종합적인 정보를 확인하세요.

일반적인 사출 성형 주기
일반적인 사출 성형 주기

사출 성형의 응용 분야

사출 성형 공정의 적용 범위는 저보다 여러분에게 더 명확할 수 있습니다. 예, 생활에서 흔히 볼 수 있는 대부분의 플라스틱 제품은 성형 공정을 통해 제조할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 상위 6가지 산업 응용 분야에 대해 간략히 말씀드리겠습니다:

대부분의 산업에서는 필요한 제품을 생산하기 위해 가장 저렴한 비용으로 가장 내구성이 뛰어난 소재를 찾는 것이 합리적입니다. 다목적 제조 기술인 사출 성형은 소비자 장난감부터 비행기 부품에 이르기까지 다양한 현대 제품을 개발하고 제작하는 데 중요한 역할을 합니다.

식음료

식음료 산업은 제품 포장과 용기를 제조할 때 플라스틱 소재에 크게 의존합니다. 이 산업은 엄격한 위생 및 안전 규정을 준수해야 하므로 사출 성형은 BPA 무함유, FDA 인증, 무독성 및 GMA 안전 규정을 비롯한 다양한 사양을 충족하는 데 적합합니다.

사출 성형은 병 뚜껑과 같은 작은 부품부터 TV 저녁 식사에 사용되는 트레이에 이르기까지 식음료 산업의 모든 포장 및 용기 요구 사항을 충족하는 원스톱 솔루션을 제공합니다.

자동차 부품

현대 자동차의 많은 부품은 제대로 작동하기 위해 세심하게 설계된 다양한 기능을 필요로 합니다. 이러한 이유로 자동차 업계의 많은 리더들이 필요한 부품을 개발, 계획 및 제조하기 위해 플라스틱 사출 성형으로 전환하고 있습니다. 일반적인 사출 성형 부품에는 범퍼, 대시보드, 컵 홀더 및 백미러 하우징과 같은 소형 부품이 포함됩니다.

의료 및 제약

많은 의료 제품은 깨지지 않고 기공이 없으며 완벽한 모양을 유지해야 하기 때문에 이 공정은 의료 및 제약 생산에 필수적입니다. 대량 생산업체로서 의료 업계는 사출 성형의 생산 시간 단축과 저렴한 생산 재료의 이점을 누리면서도 고품질의 의료용 제품을 얻을 수 있습니다. 제조되는 의료 및 제약 부품의 범위는 약병에서 엑스레이 부품에 이르기까지 다양합니다.

가정용 제품

주방을 방문하기만 해도 사출 성형 제품이나 부품을 쉽게 찾을 수 있습니다. 식기류부터 건축에 사용되는 건축 자재에 이르기까지 사출 성형이 없었다면 이 산업이 현재 수준에 도달하지 못했을 것이라는 점은 부인할 수 없는 사실입니다. 다른 산업과 마찬가지로 대량 생산에 투자하고 전 세계 소매점으로 배송함으로써 가정용 제품을 더 저렴하게 만들 수 있습니다.

농업

과거에는 내구성이 뛰어난 금속 부품에 투자하는 것이 일반적이었습니다. 이제는 자외선 저항성, 내충격성, 내습성 등의 특성을 갖춘 새로운 플라스틱 소재가 등장하면서 향상된 플라스틱 옵션이 선호되고 있습니다.

플라스틱 사출 성형은 농장 환경에 견딜 수 있는 내구성 있는 농산물을 만들 수 있기 때문에 사료통부터 특수 수확 부품에 이르기까지 농업 산업에 적합한 제품임이 분명합니다.

전자 제품

많은 사람들이 전자 부품을 주로 전기로 작동하는 금속 기계 부품으로 생각하지만, 부식에 강한 플라스틱 케이스를 사용하면 시스템의 수명을 연장하고 전반적인 성능을 향상시킬 수 있습니다. 짐작할 수 있듯이 플라스틱 사출 성형 공정을 통해 케이스를 제조하는 것이 선호됩니다. 현재 사용 중인 컴퓨터 마우스와 거실에 있는 텔레비전에는 플라스틱 사출 성형으로 제작된 부품이 일부 포함되어 있을 가능성이 높습니다.

자동차 및 항공 분야의 퍼스트몰드 제품
자동차 및 항공 분야의 퍼스트몰드 제품

사출 성형의 장점

다른 플라스틱 제조 공정과 비교할 때 사출 성형은 상당한 이점을 제공합니다. 물론 병을 만드는 데 가장 적합한 블로우 성형과 같이 특정 시나리오에서 다양한 플라스틱 제조 공정이 그 목적을 잘 수행합니다. 사출 성형의 장점을 요약해 보겠습니다:

비용 이점:

사출 성형에서 유일한 요구 사항은 기계의 프레임이 재료, 금형 및 프레임의 무게를 지탱할 수 있는 충분한 강도를 가져야 충분한 클램핑력으로 재료 누출을 방지할 수 있다는 것입니다. 또한 재료는 성형 공정 내내 자연 중력을 제외한 외부 힘의 영향을 거의 받지 않습니다. 그 결과 가공 및 제조가 편리하고 주기가 짧으며 비용이 저렴합니다.

품질 우위:

사출 성형으로 만들어진 제품은 내부 응력이 발생하지 않기 때문에 생산 공정 전반에 걸쳐 품질과 구조가 더욱 안정적입니다.

유연성 및 다용도성 이점:

기계 및 금형 제조의 편리성 덕분에 신제품 개발 시 다품종 소량 생산에 특히 적합합니다.

사용자 지정 및 디자인 이점:

사출 성형은 제품의 색상을 쉽게 변경할 수 있고 속이 빈 디자인을 구현할 수 있습니다. 표면 처리에는 패턴, 목재, 석재 및 금속 효과가 포함될 수 있어 개인화된 제품을 원하는 현대 소비자의 요구를 충족할 수 있습니다.

사출 성형용 재료

성형에 사용할 수 있는 재료는 매우 다양하며, 모두 특정 용도에 맞게 설계되었습니다. 여기에는 PC-ABS와 같은 표준 소재와 사출 성형 가능한 PEEK와 같은 특수 소재가 포함됩니다. "사출 성형 재료'를 참조하여 사출 성형에서 다양한 재료의 성능을 이해합니다.

다음으로 제품 디자이너에게 디자인 소재 선택에 대한 몇 가지 조언을 제공합니다.

디자인하는 모든 부품에 대해 소재를 신중하게 선택해야 합니다. 이러한 맥락에서 부품의 유용성, 효율성 및 비용을 신중하게 고려해야 합니다. 소재 선택은 항상 부품의 용도와 직접적으로 관련이 있습니다.

거꾸로 생각하면 파트에 적합한 자료를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.

다음은 머티리얼 선택을 리버스 엔지니어링하는 데 유용한 몇 가지 질문입니다:

  • 부품은 어떤 용도로 사용되나요?
  • 어떤 종류의 스트레스를 견뎌낼 수 있을까요?
  • 비용이 예산을 초과하나요?
  • 어디에 배치되나요?

선택한 자료의 우선순위 요소를 이해하려면 다음 기준을 고려하세요:

01. 위치

외부, 내부, 후드 아래, 어둡고 습한 환경 등 부품을 어디에 배치할지 고려해야 합니다.

02. 온도

재료를 선택할 때 온도는 매우 중요합니다. 제품을 냉장고에 보관할 것인가, 아니면 매우 따뜻하거나 더운 곳에 보관할 것인가?

03. 라이프사이클

부품이 얼마나 오래 지속될 것으로 예상하십니까? 5년, 25년, 아니면 그 이상?

04. 보증

보증을 고려하세요. 특히 자동차 산업의 경우 몇 년 후 부품이 고장날 경우 보증 비용에 대해 고려해야 합니다.

05. 비용 제약

두 가지 유형의 재료가 있습니다. 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같이 고밀도, 저열, 쉽게 구할 수 있고 상대적으로 저렴한 상용 플라스틱을 구할 수 있습니다.

두 번째 범주는 엔지니어링 플라스틱으로 PEEK 및 PEI와 같은 소재를 포함합니다. 훨씬 더 비싸고 구하기 어렵지만 고온에 견디고 견고합니다.

06. 미적 요구 사항

부품이 완전히 투명하거나 특정 색상이어야 하나요? 부품이 어셈블리의 다른 부품과 일치해야 하는 경우 색상 매칭이 필요할 수 있습니다.

이러한 초기 질문에 답한 후에도 몇 가지 다른 자료 옵션을 고려할 수 있습니다. 자료의 범위를 더욱 좁히는 데 도움이 되는 일련의 질문을 고려해 보세요:

07. 디자인 기능

부품의 기계 공학적 측면을 고려하세요. 유연성, 압축성, 접착성 등이 필요합니까? 인장 강도가 필요합니까(잡아당겨지지 않아야 함을 의미)?

08. 규정 준수

특정 규정 준수를 추가하면 부품 비용이 빠르게 증가할 수 있으므로 무엇이 필요하고 무엇이 중복될 수 있는지 평가하는 것이 중요합니다.

식품에 안전해야 하고 FDA 요건을 준수해야 하는 부품인가요? 아니면 의료 등급, ISO, 전기 규정 등을 준수해야 하나요?

대표적인 플라스틱 소재 몇 가지
대표적인 플라스틱 소재 몇 가지

코팅 및 마감

사출 성형 부품의 표면 처리, 즉 기본적으로 플라스틱의 표면 처리는 매우 중요한 단계입니다. 여기에는 재료 표면에 하나 이상의 특수한 특성을 가진 층을 형성하여 제품의 외관, 질감 및 기능을 향상시키는 물리적 또는 화학적 방법이 포함됩니다.

스프레이

스프레이는 스프레이 건을 사용하여 페인트를 분무하고 공작물에 적용하는 작업입니다. 프로세스는 다음과 같습니다: 성형 부품 → 프라이머 → 건조 → 탑 코트 → 건조 순입니다.

  • 장점: 풍부한 색상, 복잡한 구조 처리 가능, 대량 생산에 적합한 확장성, 높은 투명도와 광택.
  • 단점: 고비용, 저가 제품에는 적합하지 않음; 복잡한 프로세스, 낮은 수율.

NCVM

NCVM(비전도성 진공 금속화)은 무선 통신에 영향을 주지 않으면서 금속과 절연 화합물 필름을 증착하여 금속 외관을 구현하는 기술입니다.

  • 장점: 다양한 플라스틱에 적합; 친환경; 크롬 도금의 대안; 신호 전송이 가능한 3C 제품에 이상적입니다.
  • 단점: 비전도성 제품에만 해당됩니다.

전기 도금

전기 도금은 높은 수율과 저렴한 비용으로 플라스틱에 금속 표면을 제공합니다. PVD와 유사하지만 본질적으로 화학적이며 진공 도금과 물 도금이 포함됩니다.

  • 장점: 가볍고, 비용 효율적이며, 처리 단계가 적고, 금속 부품을 시뮬레이션합니다.
  • 단점: 성형 중 금속 인서트가 변경되지 않음, 대형 부품의 경우 다이캐스팅보다 까다로움, 일부 가정용 애플리케이션의 경우 화재 위험.

인쇄

인쇄에는 플라스틱 표면에 패턴을 적용하는 패드 인쇄, 스크린 인쇄, 전사 인쇄가 포함됩니다.

  • 장점: 다양한 효과를 위한 다양한 방법; 상세하고 사용자 지정 가능.
  • 단점: 내구성과 내마모성은 기술에 따라 다릅니다.

레이저 인그레이빙

레이저 인그레이빙은 표면 처리에 광학 원리를 사용하여 텍스트나 패턴을 새길 수 있습니다.

  • 장점: 광범위한 적용, 신뢰성, 정확하고 빠름, 비용 효율적이고 친환경적.

에칭

에칭은 농축 황산과 같은 화학 물질을 사용하여 금형 내부를 부식시켜 뱀가죽이나 쟁기질한 밭과 같은 질감을 만듭니다.

  • 장점: 시각적 및 촉각적 매력 향상, 미끄럼 방지, 표면적 증가로 열 방출 개선, 탈형이 용이합니다.

고급 사출 성형

사출 성형 제품의 품질은 초기 금형 설계에 달려 있는 경우가 많습니다. 제품 디자이너와 마찬가지로 금형 디자이너도 수많은 개념을 파악해야 합니다. 여기에는 사출 성형 과정에서 금형 설계자가 이해해야 할 핵심 지식이 나열되어 있습니다:

플라스틱 수축

사출 성형 플라스틱의 수축은 성형 후 물리적, 화학적, 구조적 변화로 인해 크기가 줄어드는 것을 말하며 일반적으로 백분율로 표시됩니다. 수축은 제품의 치수 정확도에 큰 영향을 미칩니다.

플라스틱 수축에 영향을 미치는 요인:

  1. 플라스틱 구성: 플라스틱 종류에 따라 수축률이 다릅니다. 예를 들어 PP, ABS, PC, PA, POM은 각각 고유한 수축률을 가지고 있습니다.
  2. 제품 크기: 대형 사출 성형 제품일수록 수축률이 높은 경향이 있습니다.
  3. 사출 압력: 사출 성형 공정 중 압력도 수축률에 영향을 미칩니다.
  4. 금형 온도: 금형 온도는 제품 수축에 큰 영향을 미칩니다. 지나치게 높거나 낮은 온도는 모두 수축률을 높일 수 있습니다.
  5. 냉각 탱크 내 체류 시간: 냉각 탱크에 머무는 시간이 길어질수록 제품의 수축률이 높아집니다.

사출 성형 플라스틱 수축을 줄이는 방법:

  1. 적합한 플라스틱 소재 선택: 적절한 플라스틱 소재를 선택하면 제품 수축을 줄일 수 있습니다.
  2. 금형 설계 최적화: 세심한 금형 설계로 수축을 줄일 수 있습니다.
  3. 사출 성형 공정 파라미터를 조정합니다: 성형 공정 중 사출 압력, 온도, 냉각 시간을 변경하면 수축에 영향을 줄 수 있습니다.

플라스틱 유동성

플라스틱 용융물이 특정 온도와 압력 하에서 금형 캐비티를 채우는 능력을 플라스틱 유동성이라고 합니다.

성형 시 플라스틱 유동성은 성형 온도, 압력, 사이클, 금형 게이팅 시스템의 치수 및 기타 구조적 파라미터와 같은 성형 공정 파라미터에 큰 영향을 미칩니다. 플라스틱 부품의 크기와 벽 두께를 결정할 때는 유동성의 영향도 고려해야 합니다.

유동성은 플라스틱의 분자 구조와 관련이 있습니다. 분자가 선형이고 가교가 거의 또는 전혀 없는 수지는 유동성이 높습니다. 필러를 첨가하면 수지의 유동성이 감소하지만 가소제나 윤활제를 사용하면 유동성을 향상시킬 수 있습니다. 러너와 부품의 접합부에 둥근 모서리를 사용하여 용융물의 흐름을 용이하게 하는 등 사려 깊은 구조 설계도 유동성을 개선할 수 있습니다.

Plastic flowability greatly affects part quality, mold design, and the molding process. Plastics with poor flowability may not fully fill cavities, leading to defects like 쇼트 샷 또는 weld lines, requiring higher molding pressures. Conversely, plastics with good flowability can fill cavities at lower pressures but may cause excessive flash.

Therefore, when molding parts, select plastic materials with appropriate flowability based on the part’s structure, size, and molding method to achieve satisfactory results. Additionally, mold design should consider plastic flowability when planning 이별 라인, gating systems, and feed directions; choosing molding temperatures should also take flowability into account.

플라스틱 결정화

열가소성 플라스틱은 냉각 시 거동에 따라 결정성 플라스틱과 비정질(비결정성) 플라스틱의 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

결정화란 플라스틱이 용융 상태에서 식으면서 분자가 무질서한 상태에서 독립적으로 움직이던 것이 자유로운 움직임을 멈추는 현상으로 바뀌는 것을 말합니다. 결정화된 분자들은 일정한 패턴으로 정렬되는 경향을 보이며 약간 고정된 위치를 차지합니다.

이 두 가지 유형의 플라스틱을 구별하는 관찰 가능한 기준은 벽이 두꺼운 플라스틱 부품의 투명도입니다. 일반적으로 결정성 소재는 불투명하거나 반투명(예: POM)한 반면, 비정질 소재는 투명(예: PMMA)합니다.

하지만 예외도 있습니다. 예를 들어 폴리(4-메틸-1-펜텐)은 투명도가 높은 결정성 플라스틱이고 ABS는 투명하지 않은 무정형 소재입니다.

일반적인 사출 성형 결함

For product developers, various challenges arise during the development process, and resolving issues during the late stages of 금형 시험 is particularly crucial. Injection molding defects can be a significant headache, appearing despite best efforts to avoid them. Different injection molding companies have their unique approaches to handling these defects, largely depending on the supplier’s experience.

일반적인 사출 성형 결함에는 다음이 포함됩니다:

  • 플래시/버
  • 검은 반점, 줄무늬
  • 콜드 슬러그
  • 짧은 샷/불완전한 채우기
  • 박리/층 분리, 주름, 오렌지 껍질
  • 뒤틀림/변형
  • 용접 라인/워터 라인
  • 화상 자국/에어 트랩
  • 싱크 마크/기포/진공 공극
  • 수축/흔들림
  • 벌어진 자국/은색 줄무늬/흉터/공기 자국
  • 색상 불일치
  • 과도한 스프 루/러너
  • 차원 불안정성
  • 부적절한 게이트 위치
  • 고르지 않은 게이트 크기

사출 성형 결함은 심도 있는 연구가 필요한 복잡한 주제이므로 여기서는 자세히 설명하지 않습니다. 이러한 문제를 해결하려면 사출 성형 공정을 조정하거나 금형을 재설계하거나 최종 제품 품질에 미치는 영향을 완화하기 위해 더 적합한 재료를 선택하는 등의 조합이 필요한 경우가 많습니다.

사출 성형 부품의 품질 관리

사출 성형 생산에서 전체 검사는 제품 품질을 보장하고 개선하는 데 매우 중요합니다. 대형 사출 성형 부품에 대한 전체 검사 범위는 다음과 같습니다:

  1. 외관 검사: 가장 기본적인 점검은 제품의 외관, 치수, 표면 품질 및 실을 육안으로 검사하는 것입니다.
  2. 치수 검사: 제품의 외경, 높이, 깊이, 너비 등을 측정하여 사양을 충족하는지 확인합니다.
  3. 자재 검사: 제품이 올바르고 지정된 재료를 사용하는지 확인합니다.
  4. 표면 결함 검사: 스크래치, 균열, 다공성 등의 표면 문제를 찾습니다.
  5. 스레드 검사: 스레드 피치 및 프로파일의 정확성과 안정성을 확인합니다.
  6. 용접 검사: 용접 품질을 보장하기 위해 용접 부위를 검사합니다.
  7. 경도 검사: 제품의 경도를 평가하여 필요한 표준을 충족하는지 확인합니다.

이 외에도 전체 검사에는 다음이 포함됩니다:

  • 구조 검사: 제품의 구조가 올바르고 안정적인지 확인합니다.
  • 적합성 검사: 제품이 다른 구성 요소와 어떻게 맞는지 검사하여 정밀도를 보장합니다.
  • 기능 검사: 제품의 기능이 의도한 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
  • 환경 적합성 검사: 의도된 사용 환경에 대한 제품의 적응성을 평가합니다.
품질 검사 및 품질 관리가 필수적입니다.
품질 검사 및 품질 관리가 필수적입니다.

사출 성형 자동화

로봇 팔은 사람의 손과 팔의 기본적인 움직임을 모방할 수 있는 자동화 장치로, 정해진 루틴 내에서 물체를 잡거나 이동하거나 도구를 조작하도록 프로그래밍되어 있습니다.

특히 사출 성형 로봇 팔은 사출 성형기를 보조하도록 설계되어 성형 및 잡기 작업에 대한 통합적인 접근을 용이하게 합니다. 이 로봇 팔은 사출 성형 사이클의 마지막 단계에서 이형 후 금형 코어에서 성형된 부품을 제거하는 중요한 역할을 합니다. 이 공정에는 자동 및 수동 탈형 개념이 포함되며, 이에 대해서는 전용 문서에서 자세히 설명할 수 있습니다.

사출 성형의 경쟁이 치열해지면서 성형의 품질과 효율성은 기업의 생존을 위한 필수 요소가 되었습니다. 성형 품질은 사출 성형기 자체의 성능, 금형 기술 및 주변 환경에 따라 달라지며, 효율성은 금형 정밀도, 성형 기술 및 생산량과 관련이 있습니다. 작업자의 희소성과 인건비 상승으로 인해 부품 제거를 위한 로봇 팔의 사용은 더욱 널리 보급되고 있습니다.

로봇 팔의 목적

플라스틱 성형에 자동화를 적용하는 것은 매우 일반적이며, 로봇 팔은 다음과 같은 주요 용도로 사용됩니다:

  1. 자동 부품 제거: 로봇 팔이 금형에서 제품을 제거하여 생산을 반자동 공정에서 완전 자동화 공정으로 전환합니다.
  2. 외부 금형 작업: 로봇은 라벨, 인서트 몰딩용 금속 부품 또는 2차 몰딩과 같이 금형에 물품을 삽입하는 등 금형 외부의 제품을 처리합니다.
  3. 자동화된 패키징 및 보관: 제거 후 로봇 팔로 제품의 포장과 보관을 자동화할 수 있습니다.
  4. 자동 자재 공급 시스템 및 폐기물 재활용: 이 시스템은 성형용 원자재 공급과 폐자재 재활용을 자동화합니다.
  5. 전체 플랜트 생산 제어 시스템: 로봇 팔을 광범위한 생산 제어 시스템에 통합하여 효율성과 감독을 강화합니다.
디몰딩 후 자동화
디몰딩 후 자동화

결론

'사출 성형이란 무엇인가'를 소개하기 위해 4500자가 넘는 글을 썼지만 사출 성형 분야의 지식의 표면을 긁어모은 것에 불과합니다. 제품 설계자들이 플라스틱과 사출 성형 공정을 더 잘 이해할 수 있도록 관련 주제에 대한 짧고 이해하기 쉬운 글을 연재하여 참고하고 토론할 수 있도록 할 계획입니다.

저는 레이 리우입니다. 저는 10년 넘게 사출 성형 업계에 종사해 왔으며, 사출 성형은 매우 매력적인 분야라고 생각합니다. 이 글이 마음에 드신다면 친구들과 공유해 보시는 건 어떨까요? 그래도 조금 헷갈리신다면 걱정하지 마시고 저에게 연락 주시면 자세히 설명해 드리겠습니다. 사출 성형 공정에 대한 모든 질문을 환영합니다!

목차
태그
댓글

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다. 필수 필드는 *로 표시됩니다