이중 사출 성형 공정은 이중 사출, 다중 사출, 오버몰딩이라고도 하며, 두 가지 종류의 플라스틱 수지를 단일 가공 공정에서 함께 성형하는 방식입니다.
이중 사출 성형이라고도 불리는 최첨단 제조 기술은 두 가지 다른 재료로 복잡한 성형 부품을 만드는 데 사용됩니다. 이 기술은 2가지 재료 성형, 2샷 성형 또는 2K 성형이라고도 합니다.
2회 사출 성형 과정에서는 고도로 전문화되고 자동화된 기술을 사용하여 두 가지 종류의 수지를 포함한 여러 재료를 하나의 다중 챔버 금형에 정밀하게 주입합니다.
2회 사출 성형 공정
사출 성형기는 두 가지 재료를 한 번의 성형 주기 동안 "과도하게 성형"하는 투샷 성형 공정에 사용됩니다. 성형 캐비티에 주입되는 재료의 양을 "샷"이라고 합니다.
2회 사출 성형은 첫 번째 부분을 성형한 후, 완성된 두 번째 부분을 사출하여 최종 성형품을 만드는 방식입니다. 2회 사출 성형 공정이 성공적으로 이루어지고 접합이 제대로 진행되려면 두 부품의 화학적 성질이 유사해야 합니다.
2샷 사출 성형을 이용하면 단단한 재질의 부품과 부드러운 재질의 부품을 접합할 수 있습니다. 2개의 캐비티가 있는 금형에서 이 공정은 두 구성 요소의 성형을 동시에 진행합니다. 이를 통해 제품의 촉감, 색상 등 외관을 크게 개선할 수 있으며, 다양한 디자인 가능성을 제공합니다.
2회 사출 성형 기술은 두 단계로 나뉩니다. 첫 번째 단계는 기존 사출 성형과 마찬가지로 금형에 수지를 주입한 후 냉각시켜 고체 제품을 만드는 것입니다.
새롭게 성형된 물체는 회전판이나 로봇 팔을 이용하여 2단계의 두 번째 금형으로 이송됩니다. 설계에 따라, 새롭게 성형된 부품은 첫 번째 금형의 특정 영역 내부, 관통부 또는 주변에 수지를 다시 주입받습니다.
두 가지 플라스틱 수지 사이에 분자 결합이 형성된 후, 다중 수지 성형품은 냉각되고 배출됩니다.
절차 자체는 이해하기 쉽지만, 숙달하기는 어렵습니다. 특히 대량 생산 환경에서는 높은 수준의 기술적 전문성과 세심한 주의가 요구되기 때문에 아주 작은 오류라도 상당한 재정적 손실로 이어질 수 있습니다.
그렇기 때문에 뛰어난 기술력을 갖춘 공급업체를 선택하는 것이 중요합니다. 우수한 공급업체 품질 평가표, 플래시 방지를 위한 체계적인 프로세스, 유동 라인, 쇼트샷 방지 시스템, 그리고 귀사의 요구와 투샷 성형 확장에 따른 생산 능력 증대를 위한 백업 계획 등은 모두 고려해야 할 중요한 요소입니다.
이러한 공정 덕분에 2회 사출 성형은 스위치, 버튼, 칫솔, 용기 뚜껑 등에 이상적입니다.
2샷 성형의 응용 분야
복잡한 디자인, 다양한 색상, 여러 재질로 구성된 플라스틱 제품, 특히 대량 생산 환경에서는 2회 사출 성형이 최적의 플라스틱 성형 기술입니다.
또한, 이중 사출 성형 공정은 자동차 산업에서 다양한 제품과 부품을 생산하는 데 적용됩니다. 이중 사출 공정을 사용하여 생산되는 다른 품목으로는 잔디 및 정원 도구와 농기구가 있습니다.
2샷 성형 부품은 소비재부터 건설까지 거의 모든 산업 분야에서 사용되지만, 특히 다음과 같은 상황에서 가장 자주 사용됩니다.
- 움직일 수 있는 부품 또는 구성 요소
- 유연한 그립감을 가진 단단한 표면
- 음향 감쇠 또는 진동
- 피상적인 설명 또는 식별
- 여러 재질이나 색상으로 구성된 부품
이상적으로는, 2회 사출 성형 공정은 여러 구성 요소로 이루어진 복잡한 부품에 사용됩니다.
2회 사출 성형 공정의 장점
플라스틱 폴리머는 압출, 압축 열경화성 성형, 2샷 사출 성형 등 다양한 생산 공정에 사용됩니다. 각 공정은 모두 가능한 제조 방법이지만, 많은 플라스틱 제조업체는 여러 가지 장점 때문에 이 방법을 선호합니다.
제품의 첫 번째 부분을 만들기 위해 먼저 한 가지 재료를 금형에 주입합니다. 그런 다음 첫 번째 재료와 호환되는 두 번째 재료를 주입합니다. 많은 기업들이 플라스틱이나 고분자를 이러한 방식으로 생산하는 데에는 여러 가지 이유가 있습니다.
다음은 2회 사출 성형 공정의 몇 가지 장점입니다.
다목적
자동차 내장 부품, 의료 기기, 공구, 장난감 등 다양한 제품 제조업체들이 2샷 사출 성형을 선호합니다. 이 방식은 제조업체가 다양한 부품과 색상을 조합하여 견고하고 미적으로 만족스러운 제품을 생산할 수 있도록 해줍니다.
실리콘과 열가소성 수지, 나일론과 열가소성 엘라스토머, 또는 뻣뻣한 나일론과 부드러운 촉감의 소재 등은 이 공정을 통해 성공적으로 혼합할 수 있는 소재의 몇 가지 예입니다.
효과적인 비용
첫 번째 금형을 회전시켜 치우고 두 번째 금형을 제품 주위에 배치하여 두 번째 호환 열가소성 수지를 두 번째 금형에 주입할 수 있도록 하면, 이 2단계 공정은 단 한 번의 기계 작동 주기만으로 완료됩니다.
이 방법은 한 번의 기계 작동으로 더 많은 제품을 더 적은 비용으로 생산할 수 있으며, 여러 번의 기계 작동 주기가 아닌 한 번의 기계 작동 주기만으로 완제품을 생산하기 때문에 필요한 작업자 수도 줄어듭니다. 또한, 재료 간의 견고한 결합을 보장하여 후속 조립이 필요 없습니다.
높은 제품 품질
대부분의 열가소성 제품은 2회 사출 성형을 통해 여러 가지 이점을 얻습니다.
- 미적 효과 향상. 다양한 색상의 플라스틱이나 고분자 소재로 제품을 만들면 외관이 더욱 보기 좋고 소비자의 관심을 끌 수 있습니다. 여러 가지 색상이나 질감을 사용하면 제품이 더 고급스러워 보입니다.
- 인체공학적 설계가 향상됩니다. 이 방법은 부드러운 촉감의 표면을 구현할 수 있어, 완성품에 손잡이나 기타 인체공학적으로 설계된 부분을 적용할 수 있습니다. 이는 공구, 의료기기 및 기타 휴대용 제품에 매우 중요합니다.
- 실리콘 폴리머 및 기타 고무 재질을 가스켓이나 기타 밀폐가 필요한 부품에 사용하면 밀봉 성능이 향상됩니다.
- 이 기술은 단단하고 부드러운 고분자를 사용하여 탁월한 편안함과 실용성을 제공하는 초소형 제품을 생산할 수 있게 해줍니다.
- 오버몰딩이나 기존의 인서트 방식과 비교했을 때, 이 방식은 정렬 불량 발생률을 크게 줄일 수 있습니다.
- 이 기술을 통해 생산자는 다른 공정으로는 효율적으로 접착할 수 없는 여러 재료를 사용하여 더욱 복잡한 금형 패턴을 만들 수 있습니다.
- 형성된 결합은 매우 강력하여 최종 제품을 더욱 견고하고 신뢰할 수 있으며 오래 지속되게 합니다.
2회 사출 성형 공정은 제조업체가 고품질 제품을 생산하는 데 도움이 됩니다.
부분 통합
2회 사출 성형을 사용하면 완제품 조립품의 부품 수가 줄어들어 부품 수 하나당 개발, 엔지니어링 및 검증 비용을 평균 4만 달러 절감할 수 있습니다.
능률적 인
2회 사출 성형을 사용하면 하나의 금형으로 여러 부품을 성형할 수 있으므로 부품 생산에 필요한 작업량이 줄어들고 성형 후 용접이나 부품 접합 작업이 필요 없습니다.
2샷 성형 구조의 종류
비용 절감과 품질 확보를 위해서는 적절한 금형 구조를 선택하고 완성하는 것이 필수적입니다. 다음은 몇 가지 2샷 성형 구조 유형입니다.
코어 토글 투샷 몰드
금형의 코어와 캐비티 위치를 변경할 필요가 없기 때문에 코어 토글 멀티샷 성형 방식이 가장 간단합니다. 또는 슬라이더를 움직여 금형 캐비티의 형상을 변경할 수도 있습니다.
코어 토글 투샷 금형을 사용하는 사출 성형 공정 중 슬라이더가 확장된 위치에 있을 때 물질 A가 먼저 캐비티에 주입됩니다. 그런 다음 슬라이더를 뒤로 당겨 캐비티의 새로운 영역을 노출시킵니다.
나머지 공간은 재료 B가 다른 게이트(중간 노즐 위쪽)를 통해 수정된 공동으로 주입된 후 슬라이더를 움직여 채워집니다.
플라스틱 부품은 경화된 후 금형에서 배출됩니다. 위와 동일한 순서로 순환시켜 성형을 계속합니다.
슬라이더를 금형에 추가하면 가격이 상승하지만, 회전판 금형이나 회전축 금형보다는 여전히 훨씬 저렴할 수 있습니다. 하지만 아쉽게도 이 금형으로는 복잡하고 다채로운 플라스틱 부품을 제작할 수 없습니다.
회전식 플래튼 2샷 금형
회전축과 평행한 플래튼의 중심선 상에, 금형 코어 플레이트에는 서로 대칭인 두 개의 동일한 코어가 있습니다. 고정된 플래튼에 부착된 캐비티 플레이트에는 서로 다른 형상의 두 개의 캐비티가 포함되어 있습니다.
회전판은 사람이 직접 조작할 필요 없이 각 주기마다 성형품의 교체를 완료합니다.
더 많은 재료를 담을 수 있는 금형은 여기에서 두 가지 재료만 사용된 모습으로 나타납니다. 사용되는 재료의 양에 따라 회전판은 90°, 120° 또는 180°로 회전할 수 있습니다. 코어 측에서 필요한 회전을 구현하려면 특수 사출 성형기도 필요합니다.
시소형 2샷 금형 구조
한쪽은 위로 움직이고 다른 쪽은 아래로 움직이는 식으로, 판 구조는 중심을 기준으로 회전하는 두 면으로 구성됩니다. 숫자와 문자를 사용하는 대부분의 키보드 금형 디자인은 이러한 시소 구조를 사용합니다.
이 구조는 0, 4, 8, A, B, D, O와 같은 닫힌 숫자 또는 알파벳 문자로 구성되어 있습니다. 시소 구조를 사용할 경우에만 보조 재료가 제한된 영역으로 쉽게 들어갈 수 있어 아름다운 외관을 만들어냅니다.
시소 구조는 다음과 같이 작동합니다.
- 한 번 사출 후 금형을 엽니다.
- 부러진 바늘이 푸시 로드에 의해 아래로 내려가면서 시소가 회전축을 중심으로 회전하게 됩니다.
- 시소를 밀어서 윗판을 위로 올리면 부러진 바늘이 틀에서 나오게 됩니다.
주 제품의 밀봉된 부분 가장자리에서 바늘이 상승하면서 파손된 구멍이 생성됩니다. 이중 사출 성형 공정 중 파손된 판의 복귀 핀에 의해 바늘이 더 아래로 이동하여 파손된 구멍을 통해 2차 재료를 닫힌 영역으로 주입합니다.
공동 슬라이딩 구조
첫 번째 사출 후 금형이 열리면 모터의 영향으로 수형 모델 캐비티가 미끄러지듯 이동합니다. 두 번째 사출 성형 공정 전에 금형을 마스터 금형과 정렬하기 위해 지정된 거리가 사용됩니다.
2회 사출 성형 사용 시 고려 사항
이중 사출 성형을 사용할 때 다음과 같은 요소들을 고려해야 합니다.
재료 선택
부품 소재를 선택할 때는 물리적, 기계적, 화학적, 열적, 전기적 특성, 난연성 및 자외선 저항성을 모두 중요하게 고려해야 합니다. 소재 선택 범위를 좁히려면 다음과 같은 여러 질문에 대한 답을 찾아야 합니다.
- 귀사의 제품은 어떤 온도에 노출될 예정입니까?
- 재료를 구부리려면 얼마나 유연하거나 단단해야 합니까?
- 충격 저항성: 표면은 얼마나 견고해야 할까요?
- 압축 강도 측면에서 큰 하중을 얼마나 잘 견뎌냅니까?
- 해당 부품이 실외에서 볼 수 있는 자외선에 노출될 예정인가요?
- 해당 부품이 시간이 지남에 따라 성능에 영향을 미칠 수 있는 화학 물질에 노출될 가능성이 있습니까?
- 해당 부품의 유효기간은 어떻게 되나요?
재료 호환성
투샷 성형에 사용할 재료를 결정할 때는 재료의 화학적 성질을 고려하는 것이 매우 중요합니다. 일부 재료는 불완전하게 결합하는 반면, 다른 재료는 서로 잘 결합하여 견고한 분자 접착력을 형성합니다.
두 화합물의 접착 특성이 불분명한 경우, 제조를 시작하기 전에 접착력 테스트를 실시하십시오. 접착력이 불충분한 경우, 언더컷, 홈 또는 숄더와 같은 보강재를 설계에 추가하여 접착력을 높이고 두 화합물을 단단히 결합시킬 수 있습니다.
재료 호환성 표를 검토하여 어떤 고분자가 서로 접착되는지, 어떤 고분자가 호환되지 않는지 확인합니다. 또한, 이는 두 가지 다른 금형을 사용할 때 발생할 수 있는 오염 가능성을 제거합니다.
또한, 동일한 제품이나 부품을 두 가지 다른 성형 공정을 사용하여 생산하는 것과 비교했을 때, 투샷 성형 공정은 훨씬 더 강력한 접착력을 제공합니다. 투샷 성형 방식을 사용하면 다양한 색상의 플라스틱 제품을 생산할 수 있다는 점도 도장 방식보다 유리한 장점 중 하나입니다. 도장 방식은 시간이 지남에 따라 색상이 바래질 수 있기 때문입니다.
투샷 방식을 사용하면 더욱 유용하고 정교한 부품을 만들 수 있습니다. 또한, 부드러운 플라스틱과 단단한 플라스틱을 혼합하여 사용할 수 있습니다. 이렇게 만들어진 제품은 훨씬 더 견고합니다. 투샷 플라스틱 성형 제품은 내구성이 뛰어나고 충격에 강한 경우가 많습니다.
이 방법은 전기 장비용 부드러운 손잡이, 에어컨 밀봉재 및 개스킷, 미끄럼 방지 표면 제작에도 탁월합니다. 또한 이 방법을 사용하면 페인트로 칠한 로고와 달리 절대 색이 바래지 않는 로고를 만들 수 있습니다.
차단
구멍, 스냅형 부품 및 긴 관통 구멍을 형성하기 위해 금형은 플라스틱이 해당 위치로 흐르는 것을 방지하기 위해 이러한 부분을 막습니다.
이러한 상황에서 금형의 두 부분이 서로 밀착되어 밀봉됩니다. 따라서 금형의 밀봉면은 서로 충돌하지 않고 열리고 닫힐 수 있습니다. 최소 드래프트 각도는 3~5도여야 합니다. 금형의 수명이 길어질수록 클리어런스와 드래프트 각도를 높여야 합니다.
게이트 유형
사출 성형 시 용융된 수지는 게이트 채널을 통해 금형 챔버로 유입됩니다. 이상적인 부품 비율과 미적 외관을 구현하고 변형을 방지하려면 게이트의 종류, 설계 및 위치를 고려해야 합니다.
탭 게이트와 핫러너 게이트는 사출 성형에서 가장 자주 사용되는 두 가지 종류의 게이트입니다.
- 가장 인기 있고 효율적인 안전문은 탭 게이트이지만, 구조가 단순하기 때문에 모든 상황에 적합하지 않을 수 있습니다.
- 핫팁 게이트는 아주 작은 타원형 구멍을 특징으로 합니다. 레진은 금형 뒷면에 부착된 온도 조절식 히터에 의해 충분히 뜨거운 상태로 유지되어 좁은 게이트 구멍을 통과할 수 있습니다.
분자 화학 결합
강력한 분자 결합을 위해서는 기판과 2차 경화 레진이 화학적으로 호환되는 것이 이상적입니다. 두 레진의 접합부에는 가장 긴 다리 또는 표면적이 적합합니다. 적절한 재료와 접합부 설계를 선택하면 2차 경화 레진은 제거하기가 거의 불가능합니다.
강력한 화학적 결합이 가능하더라도, 결합이 중요한 용도라면 적절한 기계적 결합을 사용하는 것이 좋습니다.
게이트 위치
이는 고체 표면 화장품 및 균일한 금형 생산에 필수적입니다. 단일 사출 성형에서 용융된 재료는 게이트의 위치 덕분에 개구부의 가장 두꺼운 부분을 통해 유입된 후 더 작은 부분으로 흐를 수 있습니다.
2회 사출 성형에 대한 제안
다음은 2샷 성형에 대한 몇 가지 권장 사항입니다.
번호 1
연질 플라스틱은 먼저 단단한 플라스틱으로 성형된 후 두 번째 성형 과정을 거칩니다. 첫 번째 성형은 투명하지만, 두 번째 성형은 불투명합니다. 첫 번째 성형은 고온용 플라스틱으로, 두 번째 성형은 저온용 플라스틱으로 진행됩니다.
번호 2
실제 생산 전에 금형을 테스트하여 완제품을 제작하십시오.
번호 3
금형을 제작하기 전에 잠재적인 결함을 모두 찾아 수정하십시오.
번호 4
두 재료의 수축률을 고려해야 합니다. 일반적으로 처음 만들어졌을 때의 재료가 수축률에 영향을 미칩니다.
번호 5
첫 번째 주사의 효과가 완전히 나타난 후에만 두 번째 주사를 놓을 수 있습니다.
번호 6
성형 과정 중 손상을 방지하려면 성형 위치를 고려해야 합니다.
번호 7
첫 번째 사출 성형 부품의 모서리를 과도하게 크게 만드십시오. 이렇게 하면 두 번째 사출 시 더 높은 압력을 가할 수 있습니다.
번호 8
주입 장치의 매개변수가 필요한 압력, 유량 및 냉각 용량을 제공하는지 확인하십시오.
번호 9
첫 번째 성형 부품의 구조적 무결성이 두 번째 성형의 사출 압력을 견딜 수 있는지 확인하십시오.
맺음말
투샷 사출 성형에 익숙하지 않은 사람들은 어렵다고 생각할 수도 있습니다. 두 번째 재료와 공정이 사용되어 부품 제작에 또 다른 요소가 추가되지만, 상대적으로 간단합니다.
2회 사출 성형은 회전판, 이동식 코어 또는 오버몰드 등 다양한 방법을 사용하여 수행할 수 있습니다. 회전판과 이동식 코어 방식은 두 번의 공정, 두 개의 러너 시스템, 그리고 두 번째 사출 장치가 필요합니다.
후자의 경우 일반적으로 각 재료마다 서로 다른 두 개의 금형을 사용하지만, 하나의 금형, 두 개의 러너 시스템, 그리고 수동 또는 자동 부품 이송 장치를 사용하여 수행할 수도 있습니다.
