사출 성형 프로젝트에서 최상의 결과를 얻으려면 올바른 게이트를 선택하는 것이 필수적입니다. 게이트는 사출 성형 공정에서 간단하지만 매우 중요한 역할을 수행합니다. 이 글에서는 다양한 사출 성형 게이트의 종류와 사용 방법에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
사출 성형 게이트 유형을 선택하기 전에 몇 가지 요소를 고려해야 합니다. 예를 들어, 금형 설계 위치와 게이트 위치는 사출 성형의 성공에 매우 중요한 요소입니다. 설계 시 고려 사항에는 재료 선택, 크기 및 생산 기능성이 포함됩니다. 또한 노출면 위치, 금형 내 부품 방향 및 작동 위치와 같은 요소는 게이팅 옵션을 제한할 수 있습니다.
일부 플라스틱은 전단 가열이라고 알려진 과열 상태에 더 취약하다는 점을 언급할 필요가 있습니다. 작은 게이트로 큰 플라스틱 부품을 채우면 플라스틱이 열화될 수 있습니다. 또한 일부 게이트 설계에는 크기 제한이 있어 더 큰 부품에는 사용할 수 없으며, 부품이 완전히 채워지기 전에 게이트가 굳어버리는 현상이 발생할 수 있습니다.
게이트 프리즈는 성형 공정에서 필수적인 부분입니다. 게이트는 캐비티를 채울 만큼 충분히 커야 하지만, 동시에 캐비티를 밀봉할 만큼 충분히 작아야 합니다. 사출 성형 게이트 공정에서 게이트 프리즈는 캐비티가 완전히 채워지고 냉각 공정이 시작되기 직전에만 발생해야 합니다.
게이트 크기가 작으면 성형품에 비해 냉각 과정이 빠르게 진행될 수 있습니다. 일반적으로 게이트 프리즈는 성형품을 공급 시스템으로부터 격리합니다. 이러한 방식으로 사출 성형기는 성형 공정의 냉각 단계로 넘어갈 수 있습니다.
금형의 기능 또한 고려해야 할 요소입니다. 일부 게이트는 성형품에서 자동으로 분리되지만, 다른 게이트는 수동으로 다듬어야 합니다. 대량 생산의 경우 수동 절단은 어려운 작업이 될 수 있습니다. 최선의 대안은 로봇 게이트 절단을 도입하거나 게이트 설계를 변경하는 것입니다. 다음은 사출 성형에 사용되는 일반적인 게이트 유형입니다.
●엣지 게이트
●캐슈 게이트
●직접 스프루 게이트
●횡격막 게이트
●터널/해저 게이트
●핫러너 – 열 게이트
●핫러너 – 밸브 게이트
엣지 게이트
엣지 게이트는 사출 성형 공정에서 단순한 특징 덕분에 널리 사용됩니다. 생산 및 수정이 용이하여 대형 부품에 적합합니다. 또한, 엣지 게이트는 다른 게이트에 비해 단면적이 넓어 플라스틱 흐름이 원활하고 유지 시간이 더 깁니다.
탭 게이트와 팬 게이트는 엣지 게이트와 매우 유사합니다. 하지만 성형품으로 이어지는 짧은 구간에서 두께가 더 일정하다는 장점이 있습니다. 평평하거나 얇은 부품에 적용하여 전단 응력을 줄이는 데 사용됩니다.
터널/해저 게이트
이 게이트는 분할선 아래쪽에 가공되어 있어 사출 과정에서 자동으로 트리밍이 이루어집니다. 이러한 사출 성형 게이트는 자동 트리밍이 필수적인 소형 부품 생산에 매우 적합합니다.
대형 터널 게이트의 중요한 한계점 중 하나는 자동 절단으로 인해 균열이나 바람직하지 않은 외관상의 문제가 발생한다는 것입니다.
캐슈 게이트
이 사출 성형 게이트는 터널 게이트와 유사하며, 분할선 아래에 위치하고 사출 중에 자동으로 절단됩니다. 이는 노출면 뒤쪽이나 아래쪽에 사출 위치를 확보하는 데 사용됩니다.
캐슈 게이트는 크기 면에서 터널 게이트와 유사한 단점을 가지고 있습니다. 또한 플라스틱이 호를 그리며 당겨져야 하므로 게이트가 파손될 수 있습니다. 탈착식 게이트를 사용하면 금형 작업자가 큰 작업 없이 파손된 플라스틱을 신속하게 제거할 수 있습니다.
횡격막 게이트
중앙부가 넓은 개구부를 가진 부품을 성형하고 고른 플라스틱 흐름이 필요한 경우에 이상적입니다. 금형 작업자는 부품이 균일하게 수축되도록 하고, 플라스틱이 캐비티로 고르게 흐르도록 할 수 있습니다.
핫 러너 – 열 게이트
이 사출 성형 게이트는 콜드 러너 시스템에 비해 여러 가지 이점을 제공합니다. 이 게이트는 기계 배럴과 부품 사이에서 성형 재료를 용융 상태로 유지하도록 설계되었습니다. 경우에 따라 짧은 콜드 러너 시스템을 핫 러너에 추가할 수도 있습니다.
일반적으로 열 게이트는 다른 게이트와 마찬가지로 재료가 캐비티에 주입되어 충분한 냉각이 이루어질 때까지 유지되는 방식으로 작동합니다.
핫 러너 – 밸브 게이트
이 기술은 핫 러너 써멀 게이트와 동일한 장점을 가지면서 한 단계 더 높은 수준의 제어 기능을 제공합니다. 핫 러너 팁 어셈블리 내부에 있는 가동 핀은 핀이 뒤쪽을 향할 때 용융된 플라스틱이 캐비티로 흐르도록 하고, 앞쪽을 향할 때는 플라스틱 흐름이 차단됩니다. 이를 통해 러너 공급 시스템을 완벽하게 제어하고, 더 큰 게이트 크기를 확보하며, 게이트 잔여물을 줄일 수 있습니다.
사출 성형 게이트 설계가 부품 품질에 미치는 영향
다양한 종류의 게이트 설계는 모두 동일한 기능을 수행합니다. 게이트는 용융된 플라스틱을 캐비티로 밀어 넣어 플라스틱의 흐름을 가속시키고, 플라스틱 내부로 전달되는 열을 증가시킵니다. 게이트의 작동 방식은 플라스틱 부품에 다음과 같은 영향을 미칠 수 있습니다.
제팅
게이트 크기가 너무 작으면 용융된 플라스틱이 캐비티로 이동할 때 압력이 떨어집니다. 이로 인해 제팅(jetting)이라는 결함이 발생합니다. 제팅은 플라스틱이 부드럽게 흐르는 대신 코어 내부로 분사되는 현상입니다. 이러한 현상은 제조업체에서 웜밍(worming)이라고 부르는 변형을 유발합니다.
제조업체는 압력을 낮추거나 게이트 크기를 늘림으로써 이 문제를 해결할 수 있습니다.
과열
게이트를 통해 플라스틱이 고속으로 사출될 때 과열 현상이 발생합니다. 과도한 열은 수지 변성을 초래할 수 있으며, 이러한 변성은 주로 플라스틱 분자 결합의 파괴로 인해 발생합니다.
사출 속도를 낮춰 불량을 방지하려 하면 용접선이나 제품의 기계적 강도 저하와 같은 다른 성형 결함이 발생할 수 있습니다. 또한 속도가 느리면 생산 시간이 길어지고 궁극적으로 생산 비용이 증가할 수 있습니다.
최상의 결과를 얻으려면 플라스틱 수지의 양을 여러 게이트에 분산시키십시오. 이렇게 하면 압력을 더 잘 제어하고 공정 중 과열을 방지할 수 있습니다. 가스 트랩 및 용접선을 유발할 수 있는 여러 개의 유동 전선을 피하는 것이 좋습니다.
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