싱크 마크 분석 및 솔루션 | 사출 성형 결함

사출 성형 결함 는 사출 성형 과정에서 발생할 수 있는 일반적인 문제입니다. 그중에서도 사출 성형의 싱크 자국은 매우 흔한 결함입니다.

제품 설계자, 구조 설계자, 디자인 회사의 경우 싱크 마크 및 기타 사출 성형 결함을 이해하면 설계 방법을 개선하고 사출 성형 공장에서 완제품 또는 부품을 검사하는 데 도움이 됩니다(사출 성형 부품 승인 기준 참조).

금형 공장 및 사출 성형 공장의 경우 사출 성형의 싱크 자국을 분석하고 이 결함을 완벽하게 해결하는 것이 기본입니다. 모든 금형 및 사출 성형 실무자는 사출 성형 결함에 대한 모든 지식을 완전히 숙지해야 할 책임과 의무가 있습니다.

아래는 일반적인 사출 성형 결함 차트와 이에 대한 자세한 정보입니다. 관심 있는 친구들은 클릭하여 더 자세히 알아보세요:

사출 성형에서 싱크 마크란 무엇인가요?

플라스틱 부품 표면의 싱크 마크, 수축 자국 또는 함몰은 사출 성형 공정 중에 자주 발생하며 제거하기가 매우 어려운 결함입니다.

싱크 자국으로 인한 피해

싱크 마크는 플라스틱 부품의 표면을 오목하고 고르지 않게 만들어 외관에 심각한 영향을 미칩니다. 너무 명백한 사출 성형의 싱크 마크는 표면 처리로 감출 수 없으며 광택 표면 처리는 결함을 더욱 확대할 수 있습니다.

세탁기, 냉장고, 노트북과 같은 소비자 제품의 경우, 최종 사용자가 표면에 고르지 않은 표면과 오목한 요철이 있는 싱크 자국을 많이 보게 되면 제품의 품질이 좋지 않다고 인식하게 되어 브랜드 이미지에 심각한 영향을 미치게 됩니다.

최종 사용자를 직접 대면하는 제품이 아니라 기업 고객을 대상으로 하는 제품인 경우, 싱크 마크가 많으면 엔지니어를 비전문가로 인식하고 회사 이미지에 영향을 미칠 수 있습니다.

또한 싱크 마크는 플라스틱 부품의 특정 영역 치수에도 영향을 미쳐 조립 및 해당 기능 구현에 영향을 줄 수 있습니다.

요약하면 싱크 마크는 사소해 보일 수 있지만 잠재적인 피해에는 사용자와 고객의 손실, 조립 등에 영향을 미칠 수 있으므로 과소평가해서는 안 됩니다.

싱크 마크가 발생하는 이유는 무엇인가요?

플라스틱 소재는 사출 성형 중에 용융 상태로 녹여야 하며, 용융된 플라스틱은 냉각 및 응고 과정에서 지속적으로 수축해야 합니다. 만약 플라스틱 부품의 두께 가 일정하지 않거나 냉각이 고르지 않으면 다른 정도의 수축이 발생할 수 있습니다.

플라스틱 부품의 외부 표면이 내부 수축으로 인해 발생하는 인장력에 견딜 수 있을 만큼 충분히 단단하지 않으면 표면 재료가 안쪽으로 이동하여 후속 공정에서 보정되지 않고 표면에 싱크 자국이 생깁니다. 플라스틱 부품의 외부 표면이 충분히 단단하면 내부에 보이드가 형성됩니다.

제품의 싱크 마크에 영향을 미치는 구체적인 요인으로는 플라스틱 소재, 제품 디자인, 금형 구조, 사출 성형 공정 매개변수 등이 있습니다.

1. 사출 성형에서 제품 싱크 마크에 영향을 미치는 주요 요인

플라스틱 소재의 수축률이 높으면 싱크 마크가 발생할 가능성이 높습니다. 표 1에서 PC/ABS의 경우 보강 리브 두께를 기본 벽 두께의 50%로 설계할 경우 싱크 마크 발생 가능성이 상대적으로 낮다는 것을 알 수 있습니다. 반면 PBT의 경우 보강 리브 두께를 기본 벽 두께의 30%로 설계한 경우에만 싱크 마크가 발생할 가능성이 적습니다. 즉, 보강 리브 두께가 조금만 더 두꺼워도 싱크 마크 발생 가능성이 크게 높아집니다.

수축률 외에도 사출 성형 부품의 싱크 마크에 영향을 미치는 다른 재료 요인으로는 다음과 같은 것들이 있습니다:

1. 재료의 부적절한 건조로 인한 싱크 자국.
2. 지나치게 크거나 고르지 않은 재료 입자로 인해 싱크 마크가 발생하여 용융 품질이 떨어집니다.

팁: 하이퍼링크를 클릭하면 다음에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있습니다. 플라스틱 수축.

2. 제품 싱크 마크에 영향을 미치는 설계 요소

제품 설계로 인한 싱크 마크 현상에 대해서는 벽 두께에 대해 집중적으로 논의하겠습니다.

국부적으로 벽 두께가 과도한 영역은 벽이 얇은 영역보다 더 천천히 냉각됩니다. 벽이 얇은 영역은 이미 냉각되어 굳은 반면, 벽이 지나치게 두꺼운 영역은 완전히 냉각되어 굳지 않았기 때문입니다. 벽이 지나치게 두꺼운 영역이 계속 냉각되고 응고되면서 싱크 마크가 발생합니다.

국부적으로 벽 두께가 과도한 영역은 보강 리브의 뿌리, 기둥 뿌리, 연결부 사이의 연결부에서 발생할 가능성이 가장 높습니다. 보강 리브, 보강 리브와 벽 사이의 연결, 기둥과 벽 사이의 연결.

또한 벽 두께가 고르지 않으면 벽이 얇은 영역에서는 냉각 속도가 빨라지고 수축이 줄어드는 반면, 벽이 두꺼운 영역에서는 냉각 속도가 느려지고 수축이 커져 싱크 자국이 생깁니다.

요약하면, 사출 성형 부품에 싱크 자국이 생기는 부적절한 설계는 다음과 같은 원인으로 인해 발생합니다:

1. 불균형한 제품 디자인으로 인해 벽 두께가 고르지 않습니다.
2. 과도한 두께의 게이트 디자인.
3. 재료 수축 표준을 고려하지 않고 뼈 위치를 부적절하게 설계하여 과도한 두께와 그에 따른 수축을 초래합니다.
4. 표준 플라스틱 제품 나사 기둥 설계에 따라 설계되지 않은 나사 기둥 위치의 두께가 과도하게 두껍습니다.

3. 제품 싱크 마크에 영향을 미치는 곰팡이 요인

사출 성형에서 곰팡이로 인한 싱크 자국이 발생하는 이유는 더 복잡하며 주로 다음과 같습니다:

1. 입구 크기가 작으면 특히 PC 재료, 유리 섬유 강화 재료 및 열 전도성 재료용 금형에서 압력이 불충분하게 됩니다.
2. 곰팡이 배출이 원활하지 않으면 공기가 갇히게 됩니다.
3. 금형을 부적절하게 냉각하면 과도한 열과 과열 수축이 발생합니다.
4. 금형 코어 오프셋 또는 불안정한 금형 코어로 인해 편향된 사출 및 압출이 발생합니다.
5. 싱크 자국은 곰팡이가 달라붙어 발생합니다.
6. 부러진 바늘 또는 몰드 인서트 과도한 두께와 그에 따른 수축을 유발합니다.
7. 몰드 게이트의 작은 크기 또는 hot runner 채우기가 고르지 않게 됩니다.
8. 핫 러너의 이물질이 막히면 충전이 고르지 않게 됩니다.
9. 핫 러너 플레이트 균열 및 누수.
10. 입구 위치가 부적절하여 가장 두꺼운 부분부터 들어가지 않아 압력이 부족하고 싱크 자국이 남습니다.
11. 불합리한 제품 레이아웃으로 인해 사출 압력이 먼 영역까지 도달하지 않아 수축이 발생하는 경우. (합리적인 제품 레이아웃은 사출 금형 흐름 설계를 참조하세요.)
12. 채널이 충분하지 않은 부적절한 냉각수 채널 설계로 인해 과도한 금형 온도 제작 중입니다.
13. 금형 설계 시 재료 수축 값을 잘못 선택했습니다.

4. 제품 싱크 마크에 기여하는 기계 요인 4.

1. 작은 기계는 불충분한 압력을 유발합니다.
2. 작은 부품(예: 배럴 구성품)이 마모되거나 밀봉/몰딩 링이 파열되면 역류가 발생하여 플라스틱 수축의 원인이 될 수 있습니다.
3. 주입 실린더의 오일 누출은 불안정하고 불충분한 압력을 유발합니다.
4. 오일 펌프 블레이드가 손상되어 압력이 부족합니다.
5. 가열되지 않는 부분의 배럴 온도가 비정상적으로 높아 용융 품질이 떨어지고 싱크 자국이 생깁니다.
6. 배럴 냉각수의 냉각 효과가 좋지 않아 역류가 발생합니다.
7. PC 소재에 표준 나사를 사용하는 등 기계 나사 유형과 플라스틱 간의 비호환성.
8. 불안정한 출력 전압으로 인해 사출 동작이 약해집니다.

사출 성형 싱크 마크 결함

1. 싱크 마크 문제의 핵심은 예방입니다.

싱크 마크 결함이 실제로 발생할 때까지 기다렸다가 서둘러 문제를 해결하지 마세요. 이렇게 하면 문제가 해결될 수도 있지만 플라스틱 부품 설계를 수정하고 몰드 게이트, 러너 등을 수정해야 하므로 제품 비용이 증가할 뿐만 아니라 제품 개발 주기가 길어질 수도 있습니다.

물론 구조적 및 금형 구조적 한계나 과도한 비용으로 인해 수정이 불가능하고 기계 조정을 통해서만 문제를 해결할 수 있어 근본적으로 문제를 해결할 수 없는 경우가 많습니다. 결국 모든 당사자가 타협하여 수축이라는 현상을 받아들이는 것이 최종 결과입니다.

2. 싱크 마크에 대한 태도: 플라스틱 부품마다 다른 접근 방식

일반적으로 제품에는 A, B, C, D 표면이 포함됩니다.

• A 표면: 사용자가 자주 보는 제품의 앞면입니다.
• B-표면: 제품의 측면 표면입니다.
• C-표면: 제품의 바닥면입니다.
• D-표면: 내부 표면 및 구조적 구성 요소와 같은 제품의 비외부 표면입니다.

플라스틱 부품의 영역마다 싱크 마크 사출 성형에 대한 요구 사항이 다릅니다. 따라서 디자인에서 특히 외관과 강도 사이에 충돌이 있을 때 획일적인 접근 방식을 취할 수 없습니다. 예를 들어 플라스틱 부품의 강도를 높이기 위해 보강 리브의 두께를 약간 늘리거나 보강 리브의 바닥에 필렛을 추가할 수 있습니다. 그러나 이렇게 하면 필연적으로 싱크 마크가 발생합니다. 따라서 A 표면과 같이 중요한 외관 표면의 경우 보강 리브의 두께를 줄이거나 필렛을 완전히 생략할 수도 있습니다. 내부 구조 구성 요소의 경우 강도가 가장 중요하므로 보강 리브의 두께를 약간 늘리면서 베이스에 필렛을 추가해야 할 수 있습니다.

3. 종합적인 고려 사항

싱크 마크 문제를 방지하려면 종합적인 고려가 필요합니다. 한 가지 방향에서 문제를 해결해서는 싱크 마크 문제를 근본적으로 방지할 수 없습니다.

4. 플라스틱 부품 설계부터 시작하는 것이 최고의 솔루션

싱크 마크 문제는 추후 금형 설계 및 사출 성형 파라미터 조정을 통해 해결될 수 있지만, 항상 그런 것은 아닙니다. 한 가지 확실한 것은 플라스틱 부품의 비용을 쉽게 증가시킬 수 있으므로 피해야 한다는 점입니다.

예를 들어 그림에 표시된 도광판의 경우 부적절한 플라스틱 부품 설계로 인해 사출 성형 중에 국부적으로 과도한 벽 두께로 싱크 마크가 발생했습니다. 싱크 마크 문제를 해결하기 위해 금형을 수정하여 게이트와 러너 직경을 늘렸는데, 이는 싱크 마크에 어느 정도 도움이 되었지만 큰 도움이 되지는 않았습니다. 그러나 이로 인해 러너가 더 커져 성형 주기가 더욱 늘어났습니다. 도광판의 무게는 0.6그램, 러너의 무게는 22.0그램에 달하며 냉각 시간은 약 45초입니다. 이러한 데이터를 기반으로 생산하면 재료 및 공정 비용이 매우 높아집니다.

5. 팀 협업

싱크 마크 결함을 방지하려면 제품 설계 엔지니어, 금형 엔지니어, 사출 성형 엔지니어, 플라스틱 재료 공급업체 및 기타 부서와 공급업체 간의 성실한 협력이 필수적입니다.

플라스틱 부품 설계 시 제품 설계 엔지니어는 먼저 플라스틱 소재 공급업체로부터 수축 특성을 포함한 플라스틱 소재의 특성에 대한 정보를 구해야 합니다. 일반적으로 플라스틱 소재 공급업체는 다양한 결함을 해결할 수 있는 풍부한 지식과 기술을 보유하고 있습니다.

특정 플라스틱 부품 설계 시 제품 설계 엔지니어는 보강 리브 두께가 너무 두껍지 않아야 한다는 지침을 준수하는 등 세부 플라스틱 부품 설계에 대한 특정 규칙과 지침을 따라야 합니다. 설계에 대한 의문이나 불확실성이 있을 때마다 제품 설계 엔지니어는 금형 엔지니어, 사출 성형 엔지니어, 플라스틱 재료 공급업체 등의 조언을 적시에 구해야 합니다. 그리고 설계 검토 시 모든 당사자를 참여시키세요.

3D 소프트웨어로 플라스틱 부품을 설계한 후에는 제품 설계 엔지니어가 2D 도면에서 플라스틱 부품의 외관 요구 사항을 정확하게 정의하여 금형 엔지니어에게 특정 싱크 마크 요구 사항을 알려야 합니다. 이렇게 하면 금형 엔지니어는 게이트의 크기, 위치, 개수, 러너의 크기, 냉각수 채널의 구조 등 이 정보를 바탕으로 금형 구조의 설계를 고려할 수 있습니다.

동안 금형 시험위에서 언급한 모든 당사자는 현장에서 잠재적인 싱크 마크 문제를 공동으로 해결해야 합니다.

6. 금형 흐름 분석 소프트웨어 사용

싱크 마크 결함을 예측하고 해결합니다, 금형 흐름 분석 소프트웨어는 매우 유용한 도구입니다.

기존 플라스틱 부품 및 금형 설계를 기반으로 금형 흐름 분석 소프트웨어(예: Moldflow)를 사용하면 싱크 마크의 크기를 예측할 수 있습니다. 싱크 마크가 외관 요건을 초과하는 경우 플라스틱 부품 설계 최적화(예: 벽이 두꺼운 부분의 속을 비우는 작업)와 금형 설계 최적화(예: 게이트의 위치 및 크기 조정)를 요청할 수 있습니다.

요약

사출 성형에서 싱크 마크가 발생할 확률은 플래시와 동일합니다. 사출 성형 싱크 마크 문제를 예방하고 해결하려면 재료 수축 특성에 대한 완전한 이해가 필요합니다. 재료 수축률 데이터는 온라인에서 얻을 수 있지만, 제품의 다른 부분에 사용되는 동일한 재료에 대한 실제 수축률은 다를 수 있습니다.

퍼스트몰드는 다년간의 사출 성형 생산 경험을 바탕으로 '다양한 플라스틱 제품의 실제 수축률'에 대한 종합적인 표를 작성할 예정입니다. 이 정보를 계속 지켜봐 주세요.