몰디 인서트 몰딩 설명 – 인서트 몰딩이란 무엇인가요?

인서트 성형 개요

인서트 성형은 미리 성형된 부품(인서트)을 금형 캐비티에 넣은 후, 그 주변에 용융 플라스틱을 주입하는 방식으로 진행됩니다. 플라스틱이 냉각되어 굳으면 인서트와 결합하여 하나의 일체형 부품을 형성합니다.

인서트는 다음을 포함한 다양한 재료로 만들 수 있습니다.

• 금속(강철, 알루미늄, 황동)
• 도예
• 기타 플라스틱
• 전자 부품

이 공정은 재료 사이에 강력한 기계적 결합을 형성합니다. 플라스틱이 인서트를 완전히 감싸기 때문에 습기와 오염 물질이 최종 제품에 영향을 미치지 않습니다.

가장 큰 장점 중 하나는 별도의 조립 단계를 없앨 수 있다는 것입니다. 부품을 만들어 나중에 조립하는 대신, 인서트 몰딩 단일 단계로 완전한 구성요소를 생성합니다.

역사와 진화

인서트 몰딩은 20세기 중반 제조업체들이 플라스틱 부품의 강도를 높일 방법을 모색하면서 시작되었습니다. 초기 적용 사례는 간단했으며, 주로 플라스틱 하우징에 금속 나사산 인서트를 끼우는 방식이었습니다.

1960년대와 1970년대에는 사출 성형 기술이 발전하면서 공정이 더욱 정교해졌습니다. 더 나은 기계 덕분에 인서트를 더욱 정밀하게 배치하고 더욱 복잡한 금형 설계가 가능해졌습니다.

그만큼 자동차 산업 플라스틱의 가벼운 특성과 금속의 강도가 모두 필요한 부품에 인서트 성형을 사용하여 널리 채택한 최초의 회사 중 하나입니다.

오늘날에는 컴퓨터로 제어되는 기계로 인서트의 완벽한 배치를 보장하는 공정이 상당히 발전했습니다.

재료 및 구성 요소

사용되는 수지의 종류

흔한 열가소성 플라스틱 나일론, 폴리카보네이트, ABS, 폴리프로필렌 등이 포함됩니다.

나일론은 뛰어난 강도와 내열성을 제공하여 이상적입니다. 자동차 부품폴리카보네이트는 전자 하우징에 투명성과 충격 저항성을 제공합니다. ABS는 견고함을 결합합니다 소비자용 제품에 적합한 외관을 갖추고 있습니다.

열가소성 엘라스토머(TPE)는 유연한 오버몰딩 영역이 필요할 때 효과적입니다. 고온 응용 분야에서는 PEEK나 PPS와 같은 엔지니어링 수지가 탁월한 성능을 제공하지만, 비용이 더 많이 듭니다.

적절한 결합을 보장하고 사용 중 분리를 방지하기 위해 수지는 인서트 소재와 호환되어야 합니다.

삽입 재료 선택

금속 인서트는 인서트 몰딩에 가장 흔히 사용되며, 특히 황동, 강철, 알루미늄이 많이 사용됩니다. 황동 인서트는 뛰어난 나사산 가공성과 내식성을 제공합니다. 강철 인서트는 고응력 응용 분야에서 탁월한 강도를 제공합니다. 알루미늄은 경량성과 우수한 방열성을 겸비하고 있습니다.

기타 인서트 소재로는 전기적 절연 및 내열성을 위한 세라믹과 다중 소재 설계를 위한 사전 성형 플라스틱 구성품이 있습니다.

인서트를 선택할 때는 열팽창률과 같은 요소를 고려해야 합니다. 열팽창률은 선택한 수지와 호환되어야 합니다. 팽창률이 일치하지 않으면 뒤틀리거나 갈라질 수 있습니다.

인서트 성형 공정

성형 전 준비

성형 공정을 시작하기 전에 서로 잘 접착되는 적절한 인서트와 플라스틱 소재를 선택해야 합니다. 금속 인서트는 깨끗하고 접착력을 저해할 수 있는 기름이나 오염 물질이 없어야 합니다.

인서트는 정확하게 위치해야 합니다. 금형 캐비티 고정구나 핀을 사용합니다. 이러한 위치 지정은 최종 부품의 기능과 외관에 영향을 미치므로 매우 중요합니다.

적절한 금형 설계 또한 필수적입니다. 금형은 플라스틱이 완전히 흐를 수 있도록 하면서 인서트를 수용해야 합니다. 다음과 같은 요소를 고려해야 합니다.

• 삽입 크기와 모양
• 게이팅 위치
• 냉각 채널
• 배출 메커니즘

성형 사이클

준비가 완료되면 실제 성형 사이클이 시작됩니다. 수동 또는 자동 장비를 사용하여 인서트를 금형 캐비티에 삽입합니다. 그러면 금형이 인서트 주위로 단단히 닫힙니다.

용융된 플라스틱을 고압으로 캐비티에 주입합니다. 플라스틱은 인서트 주위를 흐르면서 남은 공간을 채우면서 접합을 형성합니다. 이 단계에서는 플라스틱의 적절한 흐름과 접착을 보장하기 위해 온도 조절이 매우 중요합니다.

사출 후, 플라스틱은 냉각되어 인서트 주변에서 응고됩니다. 냉각 시간은 부품 두께, 플라스틱 종류, 금형 설계에 따라 달라집니다.

성형 후 작업

냉각이 완료되면 금형이 열리고 통합된 부품이 배출됩니다. 일부 부품에는 추가 작업이 필요할 수 있습니다. 냉각 시간 뒤틀림을 방지하기 위해 취급하기 전에 선반에 올려놓으세요.

다음과 같은 보조 작업을 수행해야 할 수도 있습니다.

• 과도한 플라스틱(플래시) 다듬기
• 전기 연결 테스트
• 적절한 인서트 접합을 위한 품질 검사
• 기능 테스트

완전한 캡슐화, 적절한 삽입 위치, 구조적 무결성을 확인해야 합니다.

완성된 부품은 포장되어 배송되거나 조립 작업으로 옮겨져 더 큰 제품에 통합됩니다.

인서트 성형의 응용 분야

전자제품 및 소비재

회로 기판은 종종 이 공정을 통해 플라스틱 하우징에 금속 단자나 핀을 매립하여 사용합니다. 이를 통해 절연 및 보호 기능을 제공하는 동시에 안정적인 전기 연결이 가능합니다.

스마트폰과 노트북에서 인서트 몰딩은 금속 커넥터가 플라스틱 프레임 내에 완벽하게 위치하는 내부 부품을 제작하는 데 도움이 됩니다. 이러한 정밀 부품은 기기의 얇은 외관을 유지하면서도 우수한 전기적 접촉을 보장합니다.

전동 공구와 같은 소비재는 금속 보강재가 있는 인서트 몰드 손잡이를 사용합니다. 덕분에 편안한 그립감과 함께 잦은 사용에도 필요한 강도를 제공합니다. 주방 가전제품은 발열체가 플라스틱 부품 내에 고정되는 인서트 몰드 부품을 사용합니다.

게임 컨트롤러와 리모컨은 종종 플라스틱으로만 만든 제품보다 더 나은 촉각적 피드백과 내구성을 제공하는 인서트 성형 버튼과 스위치를 갖추고 있습니다.

자동차 산업

자동차 산업은 가볍지만 튼튼한 부품을 만들기 위해 인서트 성형에 크게 의존합니다. 대시보드 제어 장치는 일반적으로 플라스틱 버튼과 손잡이에 금속 전기 접점을 내장하기 위해 이 기술을 사용합니다.

엔진 후드 아래에는 많은 엔진 부품이 금속 인서트와 플라스틱 바디를 결합하고 있습니다. 이를 통해 고온 환경에서도 강도를 유지하면서 무게를 줄일 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

• 연료 시스템 구성품
• 공기 흡입 매니폴드
• 전기 커넥터
• 센서 하우징

문 손잡이와 거울 조립품에는 플라스틱 케이스에 금속 보강재를 인서트 몰딩하여 사용하는 경우가 많습니다. 이를 통해 견고함과 스타일의 완벽한 균형을 이룰 수 있습니다.

안전벨트 메커니즘은 금속 인서트가 있는 인서트 성형 플라스틱 부품을 사용하여 안전에 중요한 기능이 무게를 줄이는 동시에 안정적으로 작동하도록 보장합니다.

의료기기

의료 분야에서 인서트 몰딩은 정밀하면서도 안전한 의료 기기를 제작하는 데 사용됩니다. 수술 도구는 종종 금속 절삭날이나 그립 표면을 인체공학적인 플라스틱 손잡이 형태로 성형하여 제작합니다.

진단 장비는 전기적 연결이 안정적이고 습기로부터 보호되어야 하는 경우 인서트 몰딩 부품을 사용하는 것이 유리합니다. 인서트 몰딩을 통해 의료용 임플란트 제조업체는 다음과 같은 특징을 갖춘 기기를 제작할 수 있습니다.

• 생체적합성 플라스틱 외장재
• 금속 구조 부품
• 적절한 핏을 위한 정확한 치수

흡입기나 자동 주사기와 같은 약물 투여 장치는 항상 완벽하게 작동해야 하는 인서트 성형 부품을 사용합니다. 플라스틱 하우징에 내장된 금속 스프링과 트리거는 환자가 신뢰할 수 있는 신뢰성을 제공합니다.

치과 도구는 이 기술을 자주 사용하여 치과 시술에 필요한 강도를 제공하면서도 잡기 편안한 기구를 만듭니다.

인서트 성형의 장점

강도와 내구성

인서트 몰딩은 기존 제조 방식보다 더 강한 부품을 만듭니다. 금속 인서트를 플라스틱에 직접 삽입하면 구조적 무결성이 향상된 부품을 얻을 수 있습니다. 이러한 조합은 두 소재의 가장 우수한 특성을 활용합니다.

플라스틱과 인서트 사이의 결합은 매우 견고합니다. 시간이 지남에 따라 손상될 수 있는 접착제와 달리, 이러한 연결은 영구적이며 상당한 기계적 응력을 견딜 수 있습니다.

이 제조 공정은 내마모성도 향상시킵니다. 자동차 부품이나 의료 기기처럼 신뢰성이 중요한 까다로운 응용 분야에서 부품의 수명이 더 길어집니다.

그만큼 강화된 강도무게 대비 비율이 높다는 것도 큰 장점입니다. 불필요하게 무겁지 않으면서도 견고한 부품을 얻을 수 있어 무게가 중요한 용도에 적합합니다.

비용 효율성

첨단 기술이 사용됨에도 불구하고, 인서트 몰딩은 장기적으로 비용을 절감할 수 있습니다. 2차 조립 공정을 없애 인건비와 생산 시간을 단축할 수 있습니다.

다른 제조 방식에 비해 재료 낭비가 크게 줄어듭니다. 이 공정에서는 각 부품에 필요한 양의 플라스틱만 사용합니다.

자주 묻는 질문

인서트 성형과 오버 몰딩은 어떻게 다릅니까?

인서트 성형은 플라스틱을 사출하기 전에 인서트를 금형 캐비티에 넣어 플라스틱 부품 내부에 완전히 감싸진 부품을 만듭니다. 인서트는 일반적으로 금속이나 다른 단단한 재질로 제작됩니다.

반면 오버몰딩은 두 단계로 진행됩니다. 먼저, 사출 성형을 통해 기본 부품을 만듭니다. 그런 다음 이 기본 부품은 두 번째 성형 공정의 "인서트"가 되어 그 위에 다른 소재를 주입합니다.

주요 차이점은 제조 순서와 재료의 상호작용 방식에 있습니다. 오버몰딩은 일반적으로 두 가지 폴리머를 결합하는 반면, 인서트 몰딩은 금속과 플라스틱을 결합하는 경우가 많습니다.

인서트 성형은 기존 사출 성형과 어떻게 비교됩니까?

인서트 성형은 단일 제조 단계에서 여러 소재의 부품을 제작하는 반면, 기존 사출 성형은 일반적으로 단일 소재로만 제작됩니다. 이러한 통합을 통해 조립 시간과 비용이 절감됩니다.

인서트 성형 공정에는 더욱 전문화된 장비와 설비가 필요합니다. 금형은 인서트를 정확하게 수용해야 하며, 매 사이클 전에 인서트를 수동으로 로딩해야 하는 경우가 많습니다.

기존 사출 성형은 단순한 부품에는 더 빠를 수 있지만, 인서트 성형은 복잡한 부품에 상당한 이점을 제공합니다. 최종 제품의 구조적 무결성, 전기적 특성이 향상되고 부품 수가 줄어듭니다.