사출 성형은 현대 산업에서 가장 많이 개발 된 제조 기술 중 하나입니다. 그 변종의 수는 생산의 수요 증가와 함께 증가하고 있습니다. 이 기사에서는 현재 사용중인 사출 성형 유형에 대한 간략하면서도 정확한 개요를 제공 할 것입니다.
사출 성형의 정의
사출 성형은 사출 성형기를 이용해 용융된 원재료를 압력으로 강철 또는 알루미늄 금형의 캐비티 안에 밀어 넣는 공정입니다. 재료가 굳어 부품이 되면 금형에서 취출하고 사이클을 반복합니다. 사출 성형의 ‘유형’은 금형 구조, 재료 시스템, 가공 방법이라는 세 요소의 조합으로 결정됩니다. 이 중 하나라도 바뀌면 경제성과 생산 역량도 달라집니다.
사출 성형 공정의 핵심 유형
표준 열가소성 사출 성형
사출 성형의 가장 광범위한 버전 중 하나 인 표준 열가소성 사출 성형은 ABS, 폴리 카보네이트 (PC), 폴리 프로필렌 (PP), 나일론 (PA) 및 PC / ABS와 같은 일반적인 수지를 사용합니다. 그것은 인클로저, 브래킷, 베젤, 가전 부품, 종래의 지침 (많은 수지의 경우 약 2-4 mm)과 적당한 특징 근처의 벽이있는 모든 것에 적합합니다.
플라스틱 사출 성형은 생산량이 많을 때 부품당 비용이 가장 낮고, 사용할 수 있는 재료의 폭이 가장 넓으며, 금형 제작 기술도 성숙해 있습니다. 패밀리 금형과 핫 러너는 폐기물을 줄이는 데 도움이 됩니다. 게이팅과 냉각을 최적화하면 사이클이 짧고 반복 정밀도가 뛰어납니다. 형상이나 성능 요구 때문에 특수 공정이 필요한 경우가 아니라면 보통 가장 먼저 검토하는 공정입니다.
얇은 벽 사출 성형
박육 성형은 일반적인 경험칙보다 얇은 부품을 대상으로 하며, 수지와 유동 길이에 따라 보통 두께가 0.4–0.8 mm까지 내려가고 때로는 그보다 더 얇아집니다. 스마트폰 하우징, 배터리 팩, 고밀도 소비자 전자제품처럼 밀리미터의 십분의 일만 줄여도 중요한 제품을 떠올려 보십시오.
이 공정은 높은 사출 압력과 사출 속도, 그리고 길고 가느다란 유동 경로로 수지를 밀어 보내도록 세심하게 균형을 맞춘 러너 시스템이 특징입니다. 금형에는 견고한 금형강 선정, 연마된 유로, 충분한 가스 배출이 필요합니다. 장비는 캐비티의 최고 압력에 대응할 수 있도록 빠르게 반응하고 충분한 형체력을 갖춰야 합니다.
그러나, 그것은 또한 몇 가지 절충안이 있습니다 : 툴링은 더 복잡하고 프로세스 창은 더 좁습니다.
마이크로 사출 성형
마이크로 성형은 마이크로 스케일의 형상을 갖춘 부품을 밀리그램에서 그램 단위까지 제작합니다. 예로는 미세유체 칩, 초소형 기어, 카테터 팁, 현미경 스테이지 부품이 있습니다. 게이트 크기와 한 번의 사출량이 매우 작으므로 재료 열화를 방지하기 위해 체류 시간을 제어하는 것이 중요합니다.
이 하이테크 정밀도 방법은 이하 100 μm 특징, 단단한 포용력 및 매우 일관된 탄 투약을 밖으로 새기기 가능합니다. 과정의 복잡함 때문에, 그것의 물자 선택은 안정되어 있는, 청정실 친절한 수지 (PEEK, PEI, PP 의학 급료)로 기댑니다. 장식새김은 비싸고 민감합니다. 그러나, 부속이 작 양이 높 때, 다른 방법은 조각 당 비용과 반복에 경쟁하지 않습니다.
오버몰딩, 삽입 및 멀티샷
오버몰딩
오버몰딩은 한 재료 위에 다른 재료를 성형하는 공정으로, 전동 공구 손잡이에 미끄럼 방지용으로 덧씌우는 것처럼 단단한 기재 위에 부드러운 엘라스토머를 성형하는 방식이 흔합니다. 별도의 조립용 하드웨어 없이도 인체공학성, 밀봉 성능, 충격 완화 및 외관을 개선합니다.
일반적인 접근 방식:
- 두 단계 오버몰딩: 먼저 단단한 기재를 성형한 다음, 부드러운 재료를 덧씌울 두 번째 금형에 넣습니다.
- 인몰드 오버몰딩: 캐비티 사이의 파트를 회전 또는 이송하는 단일 공구 내.
지금 연락
삽입 조형은 주조한 플라스틱 안쪽에 전 둔 분대, 수시로 금속, 캡슐에 넣기 포함합니다. 전형적인 삽입은 실을 ⁇ 두목, 투관, 각인한 접촉, 자석, 또는 감지기 주거를 포함합니다. 그것은 이차 집합을 대체하고 합동 힘 및 위치 정확도를 개량합니다.
제품 절차를 시작하려면 먼저 수동 또는 자동화를 통해 인서트를 적재 한 다음 기능이나 진공으로 고정 한 다음 수지로 포장해야합니다. 이 도구는 플라스틱 – 금속 인터페이스에서 균열이나 스트레스를 피하기 위해 차동 열팽창을 관리해야합니다.
금속 나사산이 있는 의료용 루어 피팅, 강철 마모 표면이 있는 자동차 클립 또는 내장 터미널이 있는 커넥터와 같이 부품이 전체 금속 제조 없이 로컬라이즈된 기계적 강도 또는 전도성을 필요로 할 때 이상적입니다.
이중 사출 및 삼중 사출 성형
멀티 샷 몰딩은 동일한 셀 내에서 두 개 이상의 재료 (또는 색상)를 순차적으로 주입하며 종종 동일한 몰드를 주입합니다. 로터리 플래튼, 코어 백 메커니즘 또는 인덱싱 시스템은 부분적으로 형성된 부분을 다음 캐비티로 자동으로 이동시킵니다. 그들은 원활한 본드, 깨끗한 컬러 브레이크, 통합 씰, 살아있는 힌지 또는 수동 조작없이 단단한 조합을 제공합니다. 또한 불투명 한 몸체로 성형 된 투명한 창과 같은 고유 한 기능의 잠금을 해제합니다.
가스 / 물 지원 및 공동 주입
가스 지원 사출 성형
가스 보조 성형은 수지가 캐비티를 부분적으로 채운 후에 불활성 가스 (일반적으로 질소)를 주입합니다. 가스는 더 두꺼운 섹션을 따라 중공 채널을 형성하여 용융 플라스틱 재료를 먼 끝으로 밀어 넣고 싱크대, 휘장 및 무게가 적은 플라스틱 부품을 형성합니다. 또한 배기 및 가스 핀을 신중하게 설계해야하기 때문에 몇 가지 독특한 금형 설계 요구 사항이 있습니다.
그것은 두꺼운 늑골을 가진 큰 손잡이, 텔레비젼 구조, 가구 성분 및 아래 두건 자동 조형 부속을 포함하여 플라스틱 제품의 광범위를, 일으킬 수 있습니다. 그것은 수채 표 없이 더 두꺼운 화장용 단면도를 허용하고 그렇지 않으면 냉각을 필요로 할 질량을 제거해서 주기 시간을 감소시킬 수 있습니다.
물 지원 사출 성형
유사한 원리, 다른 매체. 물 원조한 조형은 자동 문 손잡이, 세탁기 유동성 선 및 기구 배관 같이 굴곡을 가진 복잡한, 긴 관 모양에 특히 적응된 빈 단면도를, 창조하기 위하여 물을 주사합니다.
이 생산 공정은 특정 형상의 가스에 비해 더 빠른 열 제거(물이 빨리 식음), 부드러운 내부 벽 및 더 일관된 중공 단면으로 잘 알려져 있습니다. 공구는 물 관리, 내식성 및 정밀한 배수를 처리해야 합니다.
공동 주입 (샌드위치) 조형
공동 주입은 피부 핵심 구조를 일으킵니다: 고성능 화장용 피부는 다른 핵심 수지를 캡슐에 넣습니다. 핵심은 주문을 받아서 만들어진 재산 (예를들면, 심미적인 이익에 뻣뻣함)를 가진 재생한 중합체, 방벽 물자, 또는 수지일 수 있습니다. 그것은 외관 또는 통제 접촉 층 희생 없이 물자 비용 최적화를 위해 최상 입니다. 식품 포장은 수시로 방벽 피부를 이용하고, 소비재는 처녀 성과의 밑에 재생한 핵심을 이용할지도 모릅니다.
엘라스토머, LSR 및 Thermoset/RIM
액체 실리콘 고무 (LSR) 사출 성형
LSR 몰딩은 두 부분의 백금 경화 실리콘 시스템을 사용하여 프레스에서 계량 및 혼합 한 다음 냉간 압연기 몰드에 주입하여 가열 된 캐비티에서 치료합니다. LSR은 열경화성 엘라스토머이기 때문에 재 용융되지 않습니다.
LSR은 우수한 내화학성, 생체적합성, 넓은 서비스 온도 및 클린룸 준비성을 제공합니다. 이는 렌즈용 씰 및 개스킷, 베이비 제품, 웨어러블, 의료 부품 및 광학 등급 실리콘과 같은 제품에 적합합니다.
TPE/TPV 및 고무 사출 성형
열가소성 엘라스토머 (TPE) 및 열가소성 가황물 (TPV)은 고무처럼 작동하지만 표준 열가소성 프레스에서 처리되므로 재순환 및 오버 몰딩이 강성 기판에 가능합니다. 그립, 씰, 벨로우즈 및 진동 아이솔레이터에 공통적입니다.
진실한 고무가 필요할 때, 니트릴, EPDM, fluoroelastomers, 고무 사출 성형은 형에 있는 물자를 치료합니다. 주기 시간은 더 길, 장식새김은 휘발성의 치료 역학 그리고 배출을 처리해야 합니다. 선택은 화학물질과 온도 저항 표적에 수시로 경첩을 답니다.
Thermoset 및 반응 사출 성형 (RIM)
Thermoset 사출 성형은 페놀, 에폭시 및 특정 폴리에스터를 되돌릴 수 없게 치료하는 수지를 가공합니다. 반응 사출 성형 (RIM)은 저점도 반응성 부품 (일반적으로 폴리 우레탄 시스템)을 혼합하여 중합하는 금형에 주입합니다. 이는 대형 패널 및 하우징, 에너지 흡수 범퍼 및 통합 리브가있는 구조 부품에 사용됩니다. RIM은 두꺼운 내부 클램프와 낮은 응력에 탁월합니다.
재료의 특성에 따라 스크랩은 재용해가 불가능하며, 공구 온도와 경화 주기는 처리량에 큰 영향을 미칩니다. 하지만 큰 부품의 짧은 실행을 위해 RIM은 종종 총 비용에서 열가소성 툴링을 능가합니다.
분말 사출 성형 (MIM/CIM)
금속 사출 성형 (MIM)
MIM은 미세 금속 분말을 폴리머 바인더와 혼합하여 복잡한 형태로 사출 성형 할 수있는 공급 원료를 만듭니다. 성형 후, 부품은 바인더를 제거하고 금속을 밀도화하기 위해 소결하여 일반적으로 95-99 %의 이론적 밀도를 달성합니다.
이 작업의 강점은 작고 복잡한 금속 부품, 기어, 래치, 경첩, 수술 도구, 총기 부품에 대한 뛰어난 기능 해상도에 있습니다. MIM은 볼륨이 높고 형상이 밀링하기가 어려울 때 CNC 가공과 경쟁합니다.
세라믹 사출 성형 (CIM)
CIM은 MIM과 동일한 논리를 따르지만 지르코니아 또는 알루미나와 같은 세라믹 분말을 사용합니다. 미세한 디테일, 노즐, 치과 부품 및 센서 절연체로 내마모성, 전기 절연성 및 고온 구성 요소를 사용할 수 있습니다.
결론
사출 성형 공정의 광범위한 환경은 현대 제조의 기본 원칙을 강조합니다. 특정 사례에 적합한 도구를 선택하십시오. 너무 많은 변형의 존재는 단일 방법이 보편적으로 우수하지 않다는 것을 증명합니다. 오히려 각각은 맞춤형 솔루션을 나타냅니다.
궁극적으로 특정 사출 성형 유형을 선택하는 것은 단순한 부품 형상을 초월하는 전략적 결정입니다. 부품에 대한 제조 공정을 올바르게 선택하려면 결정을 내리기 전에 모든 영향 요인을 고려해야합니다. 또는 제조업체와 협력하고 산업 전문가의 지원을받을 수 있습니다.
자주 묻는 질문
이러한 특수 공정에서 금형 자체를 넘어서는 주요 비용 요인은 무엇입니까?
금형과 공구 제작은 초기 비용의 큰 부분을 차지하지만, 지속 비용은 공정의 영향을 크게 받습니다. 주요 비용 요인에는 재료 낭비(일반 성형에서는 러너에서 발생하는 스크랩이 핫 러너에서는 발생하지 않음), 사이클 시간(두꺼운 부품이나 열경화성 수지는 사이클이 더 김), 후속 작업(PIM의 탈지/소결, 부품 마감), 필요한 자동화 수준이 포함됩니다.
이러한 다양한 성형 공정을 하나의 부품으로 결합할 수 있습니까?
예, 가능합니다. 실제로 하이브리드 접근 방식은 첨단 제조의 최전선입니다. 예를 들어, 가스 보조 성형을 사용하여 부품을 만들어 두꺼운 부분을 중공 한 다음 마이크로 성형 된 기능을 위해 두 번째 작업을 수행 할 수 있습니다. 또 다른 예는 인서트 성형을 사용하여 나중에 소프트 터치 TPE로 오버 몰드 된 금속 부품을 배치하는 것입니다. 그러나 이것은 종종 정교한 생산 계획과 여러 제조 셀이 필요합니다.
