다양한 유형의 사출 성형 공정 – 개요

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사출 성형은 플라스틱 부품 제조를 위한 매우 효율적이고 다재다능한 공정입니다. 매우 짧은 시간 내에 다양한 재료를 사용하여 복잡한 제품을 생산할 수 있습니다. 따라서 이 공정은 수년에 걸쳐 점점 더 발전해 왔습니다. 매년 기능, 지속 가능성 및 비용 효율성을 향상시키는 새로운 변형이 도입되고 있습니다. 사출 성형 공정의 전체 스펙트럼에는 다양한 재료, 메커니즘, 전달 방법 등이 포함됩니다.

사출 성형의 유형

사출 성형 공정은 분류에 사용되는 기준에 따라 다양한 방식으로 분류할 수 있습니다. 이러한 기준에는 공정의 작동 원리, 사출 성형 공정에 사용되는 플라스틱의 유형, 러너 시스템의 유형, 최종 제품 사양 및 기타 관련 요소가 포함될 수 있습니다.

포괄적인 개요를 제공하기 위해 먼저 사용되는 재료의 유형에 따른 분류를 살펴본 다음 다양한 사출 성형 공정의 고유한 특징을 강조하는 분류를 살펴봅니다.

재료에 따른 분류

• 열가소성 사출 성형
• 열경화성 사출 성형
• 금속 사출 성형(MIM)

열가소성 사출 성형

열가소성 사출 성형은 가볍고 내구성이 뛰어난 플라스틱 제품을 만드는 데 가장 인기 있고 다양한 방법 중 하나입니다. 열가소성 폴리머는 다음과 같습니다. 재성형이 가능한 재활용 가능한 소재입니다. 제품이 더 이상 필요하지 않은 경우. 가열하면 부드러워지고 식으면 굳어지므로 이 과정을 반복하여 오래된 제품을 새 제품으로 생산할 수 있습니다. 또한 이 방법은 일반적으로 다른 제조 공정보다 비용 효율적입니다.

열가소성 사출 성형은 다양한 소비재, 산업용 및 의료용 제품을 제조하는 데 활용됩니다. 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

• 소비재 제품: 의자, 의류(합성 섬유), 장난감, 가전 제품, 보관함, 청소용품 등.
• 산업 제품: 펌프, 기어, 로프, 컨테이너 등.
• 의료 제품: 의료용 임플란트, 진단 도구, 호흡기, 마취 장비, 튜브, 의료용 포장, 치아 교정기, 주사기 씰, 상처 드레싱, 산소 마스크, 인공호흡기 백, 골절, 염좌 및 긴장용 부목 등을 판매합니다.

열경화성 사출 성형

열가소성 폴리머와 달리 열경화성 폴리머는 다음을 위해 설계되었습니다. 일회용이며 재활용이 불가능합니다.. 이 공정은 항공우주, 자동차, 산업 및 의료와 같은 산업에서 플라스틱으로 금속 대체 부품을 제조하는 데 자주 사용됩니다.

열경화성 사출 성형은 열가소성 성형과 유사합니다. 이 공정에서는 열경화성 소재를 가열하여 금형에 주입하여 영구적으로 굳고 경화시킵니다. 열경화성 재료의 일반적인 예는 에폭시입니다. 에폭시를 금형에 붓고 나면 다음과 같이 됩니다. 돌이킬 수 없는 화학 반응을 거쳐 영구적으로 경화됩니다.. 새로운 제품을 만들기 위해 다시 녹이거나 모양을 바꿀 수 없습니다.

열경화성 사출 성형은 기존 제조 공정에 비해 대량 생산 시 비용 효율성이 매우 높습니다. 또한 빠르고 반복 가능하며 다양한 제품의 특정 요구 사항을 충족할 수 있는 광범위한 재료 옵션을 제공합니다. 열경화성 사출 성형으로 만든 제품의 몇 가지 예는 다음과 같습니다:

• 항공우주 제품: 항공기 구조, 엔진 및 내부 부품, 보호 코팅, 접착제, 실란트 등.
• 자동차 제품: 대시보드, 범퍼, 펜더, A필러, 엔진 부품, 브레이크 패드, 점화 부품, 전기 스위치, 차체 패널, 열 차폐 장치, 시트 등.
• 산업 제품: 펌프 하우징, 파이프, 밸브, 기어, 절연체, 회로 차단기, 장비 패널, 봉쇄 시스템 등.

금속 사출 성형

금속 사출 성형은 폴리머 바인더와 혼합된 미세 금속 분말을 금형에 주입하여 금속 부품을 만드는 플라스틱 사출 성형의 변형입니다. 성형 후 바인더를 제거(디바인딩)하고 부품을 소결합니다. 소결된 MIM 부품은 일반적으로 합금 이론 밀도의 ~96~99%(거의 가공된 상태)에 이르며, 옵션으로 열간 등방성 프레스(HIP)를 사용하면 까다로운 응용 분야의 경우 밀도를 더 높일 수 있습니다(보통 99.5%).

이 공정은 작고 복잡한 부품(보통 100g 이하)에 탁월하여 얇은 벽과 그물 모양의 특징을 구현할 수 있습니다. 사출은 빠르지만 전체 리드 타임은 디바인딩과 소결에 의해 좌우되며, 한 용광로 배치당 많은 부품을 처리하여 처리량을 달성할 수 있다는 점에 유의하세요.

특수 기능에 따른 분류

일부 사출 성형 공정은 특정 제품이나 디자인 특징에 맞게 맞춤화되어 있습니다. 이 섹션에서는 다음과 같은 고유한 사출 성형 공정을 살펴봅니다:

• 큐브 몰딩
• 가스 보조 사출 성형
• 액체 실리콘 고무 사출 성형
• 얇은 벽 사출 성형
• 구조용 폼 몰딩
• 마이크로 사출 성형
• 반응 사출 성형
• 퓨저블 코어 사출 성형
• 오버몰딩 및 인서트 몰딩

큐브 몰딩

큐브 몰딩은 사출 성형 공정의 특수한 형태입니다. 큐브 모양의 금형을 사용하여 원형 플라스틱 부품을 생산합니다.. 이 큐브는 수직축을 따라 회전할 수 있어 여러 면을 사용하여 다양한 부품을 성형할 수 있습니다. 이 기술은 비교적 새로운 기술이지만 높은 효율성을 자랑하며 부품당 생산 시간을 0.25초 미만으로 단축할 수 있습니다. 사이클 시간 40% 단축.

이 프로세스는 재료가 순차적으로 주입되는 여러 파팅 라인을 사용하여 다음을 생성합니다. 다중 소재 또는 다중 구성 요소 부품. 큐브 몰드는 연속 사출 사이에 90° 또는 180° 회전합니다. 두 번째 사출이 한 쪽에서 이루어지는 동안 첫 번째 사출은 큐브의 다른 쪽에서 반복됩니다. 이를 통해 사출, 냉각 및 부품 배출을 여러 측면에서 동시에 수행할 수 있어 생산성을 효과적으로 두 배로 높일 수 있습니다.

큐브 성형은 공간 요구 사항 감소(설치 면적당 생산량 증가), 여러 재료와 색상을 사용하여 매우 복잡한 부품을 생산할 수 있는 기능, 빠른 사이클 타임(시간당 최대 10,000개의 부품 생산) 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 또한 다양한 응용 분야를 지원하므로 1, 2 또는 3 구성 요소 부품을 쉽게 제작할 수 있습니다. 또한 삽입, 나사 풀기, 조립 및 테스트와 같은 작업을 자동화하여 사람의 개입 없이도 일관된 품질을 달성할 수 있으므로 자동화 가능성이 높습니다. 다른 이점으로는 낮은 체결력과 대량 생산과의 호환성 등이 있습니다.

가스 보조 사출 성형

가스 보조 사출 성형 가압 가스를 사용하여 빈 공간이나 공동을 만듭니다. 를 만듭니다. 가스는 밀폐된 환경 내에 포함될 때 모든 방향으로 동일한 압력을 가합니다. 이 특성을 사출 성형 공정에 활용하여 성형된 부품 전체에 걸쳐 균일한 벽 두께를 보장합니다.

이 성형 공정의 최종 제품은 매끄럽고 고품질의 광택 마감 처리가 되어 있습니다. 또한 이 공정에서는 낮은 클램핑 압력이 필요하므로 비용과 성형기의 마모를 모두 줄일 수 있습니다.

가스가 두꺼운 부분을 채우면 부품에 싱크 자국이 나타날 가능성도 줄어듭니다.

싱크 마크는 고르지 않은 냉각으로 인해 발생하는 사출 성형 부품의 표면에 얕게 패인 홈입니다. 표면이 코어 소재보다 더 빨리 냉각되어 코어 소재가 표면 소재를 안쪽으로 끌어당겨 표면에 작은 분화구 모양의 함몰 부위를 남깁니다.

액체 실리콘 고무 사출 성형

이 액체 실리콘 사출 성형 공정은 매끄러운 표면 마감, 고품질 외관, 내구성, 생체 적합성, 열 안정성, 우수한 전기 및 내화학성 등 고유한 특성으로 잘 알려진 열경화성 폴리머인 실리콘을 사용합니다.

일반적인 사출 성형 재료와 달리, 실리콘은 상온에서 액체 상태로 유지됩니다. 상태로 유지되며 가열할 필요 없이 성형기에 직접 부을 수 있습니다. 하지만 열과 유황을 사용하여 고무를 경화시키는 가황 공정이 필요합니다..

얇은 벽 사출 성형

얇은 벽을 만드는 것은 사출 성형에서 중요한 도전 과제입니다. 특수한 대량 생산 애플리케이션의 경우 얇은 벽 사출 성형 공정을 사용하는 것이 훨씬 더 효과적입니다. 이 방법은 다음을 사용합니다. 얇은 벽 제품을 제조하도록 설계된 특수 장비를 사용합니다. 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.

제품의 두께는 크기에 따라 크게 달라집니다. 소형 부품의 경우, 얇은 벽은 두께가 0.5mm 미만일 수 있습니다.. 반대로 더 큰 부품은 훨씬 더 큰 두께를 가질 수 있지만 여전히 얇은 벽 사출 성형 장비가 필요합니다.. 이 공정의 핵심 차별화 요소는 흐름 길이 대 두께 비율이며, 일부 부품은 200보다 큰 비율을 나타냅니다.

박벽 사출 성형은 높은 재료 효율성, 빠른 사이클 시간, 비용 절감 등 여러 가지 장점을 제공합니다. 이 기술은 일반적으로 용기, 인클로저 및 장비 하우징을 생산하는 데 사용됩니다.

구조용 폼 사출 성형

구조용 폼 몰딩은 플라스틱과 혼합된 가스를 사용하여 플라스틱 소재를 금형 벽에 밀어 넣습니다. 이 공정은 저압 사출 성형의 한 형태입니다.

이 공정에서 열가소성 및 열경화성 폴리머는 다음과 같습니다. 용융 단계에서 질소 가스와 혼합됩니다. 혼합하여 금형에 주입합니다. 질소를 혼합하면 재료에 발포가 유도됩니다. 그리고 가스는 재료를 금형 벽을 향해 바깥쪽으로 밀어내면서 코어를 희석합니다.. 재료가 금형의 차가운 벽에 닿으면 거품이 붕괴되고 재료가 고형화되어 벽의 밀도가 높아집니다. 결과적으로 더 가벼운 코어를 가진 견고한 외층을 얻을 수 있습니다..

구조용 폼 사출 성형은 낮은 압력을 사용하기 때문에 강철 금형이 필요하지 않습니다. 대신 알루미늄이나 기타 가벼운 금속을 사용하므로 비용 효율성이 더 높습니다. 완성된 부품은 다른 사출 성형 공정으로 생산되는 부품에 비해 더 클 수 있으므로 자동차 지붕, 하우징, 플라스틱 팔레트, 트림 패널, 대형 장비 커버, 키오스크 인클로저 등과 같은 더 큰 부품을 제조하는 데 적합합니다.

이 공정은 매우 비용 효율적이며, 다공성이 높아져 부품에 뛰어난 단열 및 방음 기능을 제공합니다. 그러나 생산 속도 저하, 두꺼운 벽(최소 1/4인치 또는 6mm) 요구, 후처리 증가, 거친 표면 마감 등 몇 가지 단점이 있습니다.

마이크로 사출 성형

마이크로 사출 성형은 다음을 생산하는 특수 사출 성형 공정입니다. 일반적으로 무게가 1g 미만인 소형 플라스틱 부품을 생산합니다.. 이러한 부품은 마이크로 기어, 의료용 주사기 및 바늘, 마이크로 임플란트, 커넥터, 전자 회로 기판 등에 사용됩니다. 이 공정은 부품이 미크론 단위로 측정되는 허용 오차 범위를 준수해야 하기 때문에 정밀도가 높은 것이 특징입니다. 또한 얇은 벽이나 미세 구멍과 같은 복잡한 특징을 통합할 수 있습니다.

생산 공정은 다음과 같습니다. 표준 사출 성형과 유사하지만 미세한 규모로 작동합니다.. 사출 성형기에는 소형 부품을 수용하기 위한 마이크로 사출 장치가 장착되어 있습니다. 무게가 1그램에 불과한 재료가 금형에 정밀하게 주입됩니다. 그렇지 않으면 파팅 라인과 같은 사소한 특징이 마이크로 사출 성형에서 부품을 만들거나 망칠 수 있습니다.

마이크로 사출 성형 부품은 사이즈의 장점으로 인해 의료 산업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 이러한 부품은 신경외과 및 대동맥 시술을 포함한 최소 침습 수술을 안전하게 수행할 수 있게 해줍니다.

반응 사출 성형

반응 사출 성형(RIM) 용도 두 개 이상의 반응성 액체 폴리머 를 사용하여 강력하고 내구성 있는 부품을 생산합니다. 일반적으로 수지와 경화제인 두 가지 모노머는 특수 혼합 챔버에서 결합되어 균일한 혼합물을 형성합니다. 준비가 완료되면 이 혼합물은 금형 캐비티가 완전히 채워질 때까지 비교적 낮은 압력(최대 100bar)으로 금형에 주입됩니다.

혼합물은 발열 반응 가스 배출 또는 거품이 동반될 수 있는 금형 내에서 고형화됩니다. 그런 다음 고체 성분은 금형에서 배출되어 필요에 따라 후처리를 위해 보내집니다.

일부 공정에는 강화 재료가 포함될 수 있습니다.유리 섬유 또는 운모를 사용하여 최종 부품의 강도와 강성을 향상시킵니다. 이러한 공정은 구조적 반응 사출 성형과 강화 반응 사출 성형의 두 가지 범주로 나뉩니다.

In 구조적 림에서는 액체 혼합물을 주입하기 전에 탄소 섬유 메쉬와 같은 보강제를 금형 캐비티에 배치합니다. 혼합물이 섬유 주변에서 굳어지면서 섬유 구조가 부품의 강도를 향상시킵니다.

In 강화된 림유리 섬유 및 실리카와 같은 강화제는 주입 전에 액체 혼합물과 결합됩니다.

퓨저블 코어 사출 성형

로스트 코어 사출 성형이라고도 하는 퓨저블 코어 사출 성형은 사출 성형 공정의 특수한 변형입니다. 내부 캐비티 또는 언더컷을 만드는 데 사용됩니다. 디몰더블 코어로는 달성할 수 없습니다. 디몰더블 코어는 사출 공정 후 부품에서 제거할 수 있는 코어입니다.

이러한 경우에는 다음과 같은 퓨저블 코어를 사용합니다. 저절로 녹거나 나중에 녹일 수 있는 코어를 사용합니다. 를 사용하여 완성된 부품에서 분리할 수 있습니다. 코어가 플라스틱으로 구성된 경우 이 공정을 용해성 코어 사출 성형이라고 합니다.

용해성 코어 사출 성형은 코어 준비, 금형에 코어 삽입 및 사출, 완제품 제거 및 코어 용융의 세 가지 주요 단계로 구성됩니다.

코어는 주석-비스무트 합금과 같은 저융점 금속 또는 용해성 폴리머로 구성될 수 있습니다. 이러한 재료의 녹는 온도는 일반적으로 약 150°C입니다. 최종 제품의 결함을 방지하기 위해 코어에 다공성이 없는지 확인하는 것이 중요합니다. 또한 폴리머 코어는 기존 사출기를 사용하여 사내에서 제조할 수 있다는 장점이 있습니다.

그런 다음 코어를 금형에 삽입합니다. 이 공정은 코어를 배치하고 금형을 닫는 것만큼 간단할 수 있습니다. 그러나 더 복잡한 부품의 경우 자동화를 사용하면 정확도와 속도가 향상되어 더 우수한 결과를 얻을 수 있습니다. 코어가 단단히 배치되고 금형이 닫히면 용융된 플라스틱이 금형에 주입됩니다. 응고되면 고온 수조 또는 유도 가열을 통해 몰딩에서 코어를 제거합니다.

최초의 용융성 코어 사출 성형 공정은 1968년에 특허를 받았지만, 자동차 부문에서 흡기 매니폴드 및 브레이크 하우징과 같은 부품을 제조하기 위해 이 공법을 채택하기 전까지 널리 채택되지는 않았습니다.

오버몰딩 및 인서트 몰딩

오버 몰딩은 다음과 같은 특수한 유형의 사출 성형 공정입니다. 두 개 이상의 플라스틱 부품을 순차적으로 성형하는 것입니다.여러 스테이션에 걸쳐 다중 재료 부품을 만듭니다. 이 공정에서는 다양한 캐비티를 공급하는 여러 개의 사출 장치를 사용합니다. 기판이라고 하는 베이스가 먼저 성형된 후, 부품이 여러 스테이션을 통과하면서 상위 레이어가 성형됩니다. 몰딩 공정에 두 가지 재료가 사용되는 경우 일반적으로 다음과 같이 알려져 있습니다. 투샷 사출 성형.

오버몰딩을 통해 다음을 생산할 수 있습니다. 고무 손잡이가 있는 플라스틱 부품과 같은 다중 소재 부품을 생산할 수 있습니다.. 이 기술은 일반적으로 그립, 칫솔, 손잡이, 향수병 등을 제조하는 데 사용됩니다.

오버몰딩의 변형인 인서트 몰딩은 플라스틱 소재로 코팅된 조립식 기판을 사용하는 방식입니다. 예를 들어 금속 드라이버를 플라스틱 손잡이에 넣을 수 있습니다. 기판은 금형 내부에 고정되고 용융 플라스틱이 주입됩니다. 인서트 몰딩 제품은 케이블, 심박 조율기, 전기 센서, 패스너 등 다양한 형태로 나타나며 어디에나 존재합니다.

두 공정의 주요 차이점은 다음과 같습니다. 오버몰딩은 고무와 같은 플라스틱을 다른 플라스틱 소재 주위에 성형하는 반면, 인서트 몰딩은 플라스틱이 아닌 물체 주위에 플라스틱을 성형하는 것을 말합니다..

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