ABS 사출성형이란?

ABS는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(Acrylonitrile Butadiene Styrene)의 약자입니다. 아크릴로니트릴, 부타디엔, 스티렌의 세 가지 주요 성분(모노머)으로 구성된 열가소성 폴리머의 일종입니다. 이 세 가지 모노머는 서로 다른 특성을 가지고 있으며, 이러한 특성들이 결합되어 충격에 강한 견고한 ABS 플라스틱을 만들어냅니다.

단량체에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.

아크릴로니트릴

아크릴로니트릴은 프로필렌과 암모니아 성분으로 만들어집니다. 플라스틱 부품에 높은 내화학성, 경도, 그리고 열 안정성을 부여합니다.

부타디엔

부타디엔은 증기 분해기에서 에틸렌을 생산하는 과정에서 생성됩니다. 폴리머에 충격 강도와 내성을 부여합니다.

스티렌

스티렌은 벤젠과 에틸렌을 알킬화하여 에틸벤젠을 탈수소화하여 스티렌으로 만드는 공정을 통해 제조됩니다. 스티렌은 강성, 강도, 광택 마감을 제공하며 ABS 폴리머의 가공성을 담당합니다.

몰디(Moldie)에서는 맞춤형 ABS 사출 성형을 포함한 다양한 사출 성형 서비스를 제공합니다. 고객에게 원활한 제조 공정을 보장합니다.

플라스틱 ABS의 특성

ABS 소재의 특성은 다음과 같습니다.

ABS 화학 구조: (C₈H₈·C₄H₆·C₃H₃N)ₙ

저항: ABS 플라스틱은 내화학성, 내변형성, 내열성, 내충격성이 뛰어납니다.

수축률: 수축률은 0.5~0.7 %입니다.

온도: 일반적인 온도는 200~238°C/392~460.4°F입니다.

액화 온도: 열가소성 플라스틱은 105°C / 221°F에 도달하면 액화됩니다.

비중: 1.06

인장 강도: 46MPa(6600PSI)

특히 ABS 플라스틱은 강도, 저항성, 전기적 특성 등 여러 특성이 균형 있게 조화를 이룹니다. 이러한 탁월한 특성 덕분에 다양한 구조적 응용 분야와 제품 설계에 사용될 수 있습니다.

ABS 사출 성형 공정

ABS 사출 성형의 공정 주기는 다음과 같습니다.

주입: ABS 플라스틱은 펠릿 형태로 용융되어 액체 상태로 금형에 주입됩니다. 사출 시간은 적용되는 사출 압력, 사출량(ABS 소재의 사출량), 그리고 사출 동력에 따라 달라집니다.

냉각: 용융된 플라스틱은 냉각되어 금형의 형상으로 응고됩니다. 그러나 냉각 과정에서 수축이 발생할 수 있습니다. 따라서 눈에 보이는 금형 수축을 줄이기 위해 더 많은 용융물이 금형으로 유입됩니다. 냉각 시간은 열역학적 플라스틱 특성과 최대 벽 두께에 따라 달라집니다.

방출: 충분히 냉각된 후, 냉각된 부품은 배출 시스템을 통해 금형에서 배출될 수 있습니다.

ABS 플라스틱은 대부분의 표준 장비를 사용하여 제작할 수 있습니다. 블로우 성형 또는 사출 성형이 가능합니다. 또한, 녹는점이 약 200°C(392°F)로 낮기 때문에 FDM(플라스틱 다이 캐스팅) 장비를 이용한 3D 프린팅으로 가공하는 것이 가장 좋습니다.

평판이 좋은 사출 성형 회사로서, 당사는 최신 제조 기술을 사용하여 고품질 성형 부품을 생산하고 고객의 ABS 성형 요구 사항을 완벽히 충족합니다.

ABS 사출 성형 기술

얇은 벽의 부품: ABS의 점도가 높기 때문에 얇은 벽의 부품에 대한 사출 압력을 높여야 합니다.

두꺼운 벽의 부품: 표준 기술을 사용하여 두꺼운 벽의 부품을 생산하면 싱크 마크가 발생할 수 있습니다. 따라서 압축 사출 성형이 권장됩니다. 압축 사출 성형은 금형에 일정량의 용융물을 주입하여 최종 제품을 만듭니다.

큰 중공 부분: 가스 보조 또는 물 보조 사출 성형 기술은 대형 중공 부품을 생산하는 데 필수적입니다.

다중 재료: 다양한 소재로 부품을 제작하려는 경우 오버몰딩이나 인서트 몰딩이 필요할 수 있습니다.

ABS 사출 성형 가공 고려 사항

ABS 사출 성형 공정에서 고려해야 할 몇 가지 측면은 다음과 같습니다.

균일한 벽 두께

ABS 플라스틱 벽 두께는 응력이나 변형을 견딜 수 있도록 균일해야 합니다. 제조업체는 추가 리브나 반경을 적용하여 강도를 강화할 수 있습니다.

건식 ABS 수지 전처리

ABS 플라스틱 소재는 0.2%~0.8%의 속도로 수분을 흡수하는 경향이 있습니다. 수분 흡수는 작동 사이클, 에너지 수요 및 비용을 증가시킬 수 있습니다. 또한, 수분이 존재하면 성형 부품이 흐려질 수 있습니다. 따라서 제조업체는 제조 단계 전에 ABS 수지를 완전히 건조해야 합니다. 즉, 80~90°C의 온도에서 최소 2시간 동안 건조해야 합니다. 이렇게 하면 수분 흡수율이 0.1% 미만으로 감소합니다.

반경 크기

반경이 클수록 플라스틱 소재에 가해지는 응력이 줄어듭니다. 그러나 반경이 너무 크면 성형 수축이 발생할 수 있습니다. 따라서 ABS 반경과 벽 두께의 비율은 최소 0.3 이상이어야 합니다.

ABS 사출성형 온도 제어

ABS 플라스틱은 극한 온도에 노출되면 열분해가 발생할 수 있습니다. 이는 화학 결합이 끊어지면서 사출 성형 부품의 화학적 및 물리적 변화를 초래합니다. 따라서 200~238°C / 392°F~460.4°F 사이의 최적 온도 제어가 매우 중요합니다.

사출성형 속도

사출 성형 속도가 높으면 플라스틱 소재의 열 분해, 광택 저하 또는 변색이 발생할 수 있습니다. 반대로 사출 성형 속도가 낮으면 금형 충진이 불충분해질 수 있습니다. 따라서 제조업체는 효율적인 가공과 최상의 성형 부품을 보장하기 위해 사출 성형 속도 간의 균형을 맞춰야 합니다.

사출 압력

ABS 플라스틱은 점도가 높기 때문에 높은 사출 압력이 필요합니다. 그러나 과도한 사출 압력은 성형된 부품이 서로 강하게 달라붙게 하여 분리 비용이 더 많이 들 수 있습니다. 따라서 생산자는 우수한 품질의 최종 제품을 생산하기 위해 최적의 사출 압력을 유지해야 합니다.

ABS 플라스틱의 가공 조건

이해해야 할 몇 가지 처리 조건은 다음과 같습니다.

사출 성형 압력: 사출성형 압력은 50~100MPa 사이여야 합니다.

역압력: 높은 배압은 균일한 혼합을 가능하게 하지만, 마모를 유발할 수 있습니다. 따라서 5bar의 배압을 유지하는 것이 좋습니다.

게이트 및 통풍구 디자인: 게이트와 벤트 설계는 효과적으로 설계되어야 합니다. 신중하게 고려해야 할 매개변수로는 게이트 길이(1mm 미만), 벤트 폭(4~6mm), 두께(0.025~0.05mm), 채널 직경(3mm) 등이 있습니다.

녹는점: 권장되는 녹는점 온도는 200~280°C입니다.

ABS 사출 성형의 장점과 단점

ABS 플라스틱의 장단점은 다음과 같습니다.

장점

재활용 가능성: ABS 플라스틱은 물리적 특성을 잃지 않고 여러 번 재활용하고 녹일 수 있습니다.

튼튼하고 내구성이 뛰어납니다. 앞서 언급했듯이 ABS 플라스틱은 분해되지 않습니다. 저온에서도 강도를 유지합니다. 또한 다른 열경화성 플라스틱 소재와 달리 ABS 플라스틱은 가열, 냉각 또는 재가열 중에도 타거나 분해되지 않습니다. 따라서 여러 번 가열해도 변형되지 않습니다. 액체 상태로 녹아 쉽게 사출 성형할 수 있습니다.

에너지 절약: ABS 사출 성형에 사용되는 기계는 에너지 절약형입니다. 이는 에너지 소비를 줄이고 전체 공정 시간을 단축합니다. 일반적으로 ABS 플라스틱 성형은 열가소성 플라스틱 제조의 효율성을 향상시킵니다.

재현성: ABS 사출 성형 공정은 복잡한 용도의 복잡한 제품을 제작할 수 있도록 합니다. 규정된 사출 성형 및 기타 보완 기술을 통해 결과의 재현성과 고품질 부품 생산이 가능합니다. 또한, ABS는 극한의 온도를 견딜 수 있고 원래의 물리적 특성을 그대로 유지합니다.

유연성: ABS 플라스틱은 뛰어난 집적도를 가진 유연한 수지입니다. 이러한 다재다능함은 다양한 산업 분야의 광범위한 부품 가공을 가능하게 합니다.

높은 치수 안정성과 낮은 수축률: 따라서 가볍고 견고한 부품을 제조하는 데 적합합니다.

높은 생산성: ABS 플라스틱 성형은 인간의 개입이 거의 없이 대량 생산을 가능하게 하는 매우 효과적인 제조 기술입니다.

단점

자외선 민감성: 지속적으로 자외선(UV)에 노출되면 성능이 저하될 수 있습니다.

낮은 피로 저항성: 지속적으로 높은 응력이 가해질 경우 성능이 저하될 수 있습니다.

ABS 사출성형의 응용분야

일반적으로, 원하는 제품이 견고성과 내구성을 요구하고 가벼워야 한다면 ABS 플라스틱을 고려해 보는 것이 좋습니다. 예를 들어, 악기, 가전제품, 컴퓨터 부품 및 기타 부품 제조에 널리 사용됩니다. 다음은 다양한 산업 분야의 관련 응용 분야입니다.

건설 산업: 충격에 강한 플라스틱이기 때문에 주로 건설 산업에서 파이프와 부속품을 제조하는 데 사용됩니다.

자동차 산업: 금속 대체재로 사용되며, 특히 가벼워야 하는 부품에 사용됩니다. 여기에는 안전벨트 부품, 계기판, 필러 트림, 핸들, 대시보드 부품 등이 포함됩니다.

전기 산업: 전기 산업에서 컴퓨터 키보드나 전동 공구의 하우징 등 전자 부품을 만드는 데 사용됩니다.

상업적 응용 프로그램: ABS 사출 성형은 가정용 부품을 제작하는 데 일반적으로 사용됩니다. 여기에는 제어판, 진공청소기, 냉장고 라이너, 푸드 프로세서 등이 포함됩니다.

또한 ABS는 사출 성형에 적합한 플라스틱이지만 ABS 플라스틱 사출 성형 공정에서 다음과 같은 일반적인 문제가 발생할 수 있습니다.

싱크 마크: 열가소성 플라스틱 소재가 냉각 단계에서 불균일하게 수축할 때 발생합니다. 또한, 제조업체에서 과도한 열을 가하거나 사출 압력을 충분히 가하지 않을 때 발생할 수 있습니다. 다행히 제조업체는 게이트 압력을 높이고 외벽을 설계할 때 균일성을 확보함으로써 이를 방지할 수 있습니다.

워핑: 냉각이 불균일하여 변형이 발생할 경우 발생합니다. 또한, 충분히 냉각되기 전에 재료를 일찍 배출하면 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 다행히 균일한 간격의 냉각 채널을 사용하면 이러한 현상을 방지할 수 있습니다.

점도: ABS 플라스틱의 점도는 온도가 증가함에 따라 증가합니다. 따라서 완벽한 사출 성형 ABS 부품을 얻으려면 용융 온도를 최적의 범위로 유지해야 합니다.

또한, ABS 플라스틱은 혹독한 날씨와 햇빛에 대한 내성이 부족하여 실외용으로는 적합하지 않을 수 있습니다. 하지만 필러 재료와 첨가제를 사용하면 강도와 자외선(UV) 저항성을 높일 수 있습니다. 필러 재료의 예로는 스테인리스 스틸 섬유, 나일론, 아크릴 등이 있습니다.