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Ⅰ. 엔지니어링 플라스틱(EP)의 정의 

1. 개념상의 정의 

- 범용수지의 약점을 보완한, 특히 플라스틱의 최대 약점인 열적 성질과 기계적 강도를 향상시켜서 구조 재료로 사용할 수 있는 플라스틱 소재 

2. 광의의 정의 

- 광범위한 온도와 기계적 응력 및 까다로운 화학적, 물리적 조건에서 장시간 구조물로 사용할 수 있는 물성을 가진 플라스틱 

Ⅱ. 엔지니어링 플라스틱(EP)의 특성 

 EP의 주요특성 

 - 넓은 온도 범위에서 기계적 강도가 우수함. 

 - 내약품성, 내후성, 장기 내열성 등이 우수하며 내환경성이 뛰어남. 

 - 전기적 특성이 우수하고 불연성 내지 난연성을 나타낼 수 있음. 

 - 가공성이 우수함. 

EP는 일반적으로 장시간 사용온도가 100℃이상이며, 인장강도 500kg/㎠ 이상, 충격강도는 6kgf·cm/㎠ 이상의 물성을 가지며 기후변화에 잘 견디고 용도에 따라 난연성, 내마모성, 내약품성 등의 특성을 지녀야 한다.

Ⅲ. 엔지니어링 플라스틱(EP)의 분류

1. 결정성 수지와 비결정성 수지의 구성

- 결정성 수지 : 비결정 부분 (Tg) + 결정 부분 (Tm) 

- 비결정성 수지 : 비결정 부분 (Tg)

2. 고분자의 결정성 / 비결정성에 따른 주요 특성 비교  

Ⅰ. PC (Polycarbonate) 

1. PC의 개요 

 PC는 5대 범용 EP중에서 유일한 투명수지(비결정성 수지)로 가장 높은 성장률을 나타냄. 

 제조방법에 따라 여러가지 타입이 있으나 현재 공업용으로 생산되고 있는 것은 비스페놀A를 

 원료로 하는 중합법와 포스겐 / NaOH를 원료로 한 포스겐법이 주류를 이루고 있다. 

 최초의 생산은 1959년 독일의 Bayer에 의해 이뤄졌다. 

2. PC의 특징 

가. PC의 장점 

 ▶ 내충격성 - EP 수지중 발군의 충격강도를 갖음 

 ▶ 투명성 - 가시광선 투과율 : 80 ~ 90% 

 ▶ 내열성 - 실 사용온도 범위 : -40℃ ~ 120℃ 

 ▶ 칫수안정성 - Creep 변형 / 칫수변화 적어 정밀성형에 최적 

 ▶ 난연성 - 자기 소화성이 있어 전기/건재 용도에 적합 

 ▶ 무독성 - 독성이 없어 식기, 의료기 용도에 적합 

 ▶ 내후성 - 내 자외선성이 뛰어나 옥외 용도에 적합

나. PC의 단점 

 ▶ 내화학 약품성 저하 

 ▶ 내응력 Crack성 저하 

 ▶ 내마찰 / 마모성 저하

3. PC의 기계적 성질

4. PC의 물리적 성질

5. PC의 응용 

PC는 시장의 요구에 따라 여러 가지 개질 그레이드가 개발되고 있다. 

▶ Polymer blend - PC/ABS, PC/PBT 

▶ 충진제에 의한 개질 - PC/ G/F, PC/CB 

▶ 첨가제에 의한 개질 - 이형성, 발포성, 난연성 부여 

▶ 가공 기술에 의한 개질 - 질소 가스 발포, Thin wall

6. PC의 용도 

▶ 전기 / 전자 / OA 분야

▶ 자동차

▶ 정밀기계 

▶ Sheet

▶ Film 

▶ CD 

▶ Bottles (생수병) 

▶ 기타

II. PBT (Polybutyleneterephalate) 

1. PBT의 개요 

 PBT는 5대 범용 EP중에서 물성/내열성/성형성/내후.내화학성등의 균형이 가장 높은 EP로 

 DMT(Dimethyl Terephalate)또는 TPA(Terephalic Aicd) 와 1,4-Butanediol를 모노머로 중합 되는 결정성 수지이다. 

 1970년 미국의 Celanease사에서 생산한 Celanex가 최초의 PBT 제품이다. 

2. PBT의 특징 

가. PBT의 장점 

 ▶ PBT는 결정화 속도가 빠르므로 사이클 시간이 짧으며 유동성이 높아 복잡한 성형물 사출에 적합하다. 

 ▶ 내화학성 - 결정성으로 인해 내화학성/환경응력 크랙특성이 우수하다. 

 ▶ 전기적 특성 - 절연성이 우수. CTI:600V이상 

 ▶ 내후성 - 내 자외선성이 뛰어나 옥외 용도에 적합 

 ▶ 난연화 용이, 강화제 보강 효과 탁월 

나. PBT의 단점 

 ▶ 내 가수분해성 저하 

 ▶ 성형시 휨 변형 발생 

 ▶ 내 알카리성 저하 

3. PBT의 기계적 성질

4. PBT의 물리적 성질

5. PBT의 응용 

PBT는 시장의 요구에 따라 여러 가지 개질 그레이드가 개발되고 있다. 

▶ Polymer blend - PBT/ABS, PC/PBT, Nylon/PBT,PBT/PET 

▶ 강화제에 의한 개질 - 유리섬유 보강 10% ~45%

▶ 첨가제에 의한 개질 - 난연 그레이드,가수분해 개선 

▶ 공중합체 - 다양한 모노머 조합으로 엘라스토머 제조 가능

6. PBT의 용도

Ⅲ. POM (Polyoxymethylene) 

1. POM의 개요 

POM은 Formaldehyde를 원료로 하는 폴리머로서 Polyacetal이라고 널리 알려져 있으며 

1958년 미국에서 최초로 상업화 되었다. POM은 크게 homopolymer와 Co-polymer로 구분된다. 

POM Co-polymer는 ( CH2 - O ) 반복 단위에 공중합에 의하여 ( CH2 - CH2 - O ) 단위를 random 하게 첨가된 구조를 갖고 있으며 homopolymer 대비 말단기 안정화를 이뤄 열안정성, 가공성, 내 화학성 등이 우수한 반면 결정성이 다소 떨어져 강성이 낮다. 

2. POM의 특징 

가. 장 점 

· 강도, 경도, 탄성율 등 기계적 강도가 우수하다 

· 내마찰/마모 특성이 우수하고 내피로 특성이 우수하다 

· 열변형 온도가 높고 열안정성이 우수하다

· 내 화학성 및 내 스트레스크랙성이 우수하다 

· 가공성이 우수하고 칫수 안정성이 우수하다 

나. 단 점 

· 산소지수가 낮아 난연 그레이드 제조가 불가능 하다

· 내후성 및 접착성이 낮다 

3. POM의 기계적 성질

4. POM의 물리적 성질

5. POM의 응용

POM의 개질은 POM의 단점인 내후성 등을 개선시키는 첨가제 개질과 기계적/열적성질을 개선시키는 충전제 및 강화제 개질 등이 있다.

▶ Polymer blend - POM/TPU (POM은 타수지 상용성이 없어 POM/TPU가 대표적 임) 

▶ 첨가제에 의한 개질 - MoS2 , PTFE, Oil 첨가 

▶ 강화제에 의한 개질 - 유리섬유 강화

6. POM의 용도

Ⅳ. PA (Polyamide) 

1. PA의 개요 

PA는 모노머의 구성에 따라 POA 6, 66, 46, 610, 612, 1010 등으로 분류되며 이는 상업적으로 가장 많이 사용되는 것이 PA6 (Nylon 6)와 PA66 (Nylon 66)이다. Nylon은 1938년 미국 Dupont사에서 개발된 최초의 PA 상품명으로 아미드기를 포함한 결정성 수지이다. 5대 범용 EP 수지 중 가장 수요량이 많은 EP이다.

2. PA의 특징 

가. 공통적인 특징 

· 강인성, 기계적 강도, 경도, 충격강도 

· 내마찰/마모성, 내화학성(내연료성), 무독성

· 가공성, 내열성(열변형 온도) 등이 우수하다 

나. PA6과 PA66의 비교

3. PA의 기계적 성질

4. PA의 물리적 성질

5. PA의 응용

▶ 강화제에 의한 개질 - 유리섬유, 카본섬유

▶ 충진제에 의한 개질 - CaCO3 ,Silica Talc, Mica Metal powder 

▶ Polymer blend - PA/EPDM PA/EVA PA/ABS PA/PC PA/PP 

▶ 기타 - PA 6은 PA 66와 PET의 핵제로 사용

6. PA의 용도

Ⅴ. MPPO (Modified PPO) 

1. MPPO의 개요 

MPPO는 1965년 미국의 GE사에서 Noryl이라는 제품명으로 상업화 하였다. PPO는 Tg가 215℃로 매우 높아 성형온도가 높고 제품에 crack이 발생하는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 PPO와 HIPS를 블렌딩 시킨 소재가 MPPO이다.  

2. MPPO의 특징 

MPPO는 비결정성 수지 PPO와 HIPS, Nylon, PBT 등을 혼합시킨 Alloy 소재 

가. 장 점

· 높은 열변형 온도를 가지고 있으며 내열성이 뛰어나다 

· 칫수 안정성이 우수하다 

· 기계적 강도가 우수하다 

· 전기적 성질이 우수하다 

· 혼합 비율에 따라 다양한 물성과 기능성을 발현할 수 있다 PPO or PPE HIPS  

나. 단 점 

· 내후성 

· 저온 충격특성 

· 내화학성 

Ⅵ. PC/ABS 얼로이 (Alloy) 

1. PC/ABS 얼로이의 개요 

PC/ABS 얼로이는 PC (Polycarbonate)의 우수한 기계적 특성과 내열성과 ABS의 가공성을 이상적으로 조합 시킨 엔지니어링 플라스틱 소재이다. 미국에 Borg-Warner가 최초로 개발한 이래 세계적으로 많은 업체에서 개발하여 공급하고 있다. 

난연, 발포, 도금, 보강형 등 다양한 그레이드가 개발되어 있을 뿐 만 아니라, 물성/가격 디자인도 가능하여 향후 OA분야, 전기전자, 자동차 등에서 수요 증가가 예상 된다. 

2. PC, ABS, PC/ABS 얼로이의 특성 

Ⅶ. 저기능성 EP 

1. 개 요 

범용 플라스틱에 무기충진재, 유리섬유 강화제 등을 보강하여 강성과 내열성을 크게 향상시켜 공업적인 구조재로서 적용이 가능한 소재 또는 충격 보강용 수지 등을 첨가하여 제품의 특정 요구 특성에 부합 시킨 소재 

2. 주요물성 비교

Ⅰ. 수퍼 엔지니어링 플라스틱 

열가소성 수지는 연속 사용 가능한 온도 범위에 따라 분류 가능하며, 수퍼 엔지니어링 플라스틱이란 150 ℃이상의 연속 사용 가능 내열성을 가진 EP를 의미한다.

출처 : 구글 LG화학 엔지니어링플라스틱

1. 특징 

1) 기계적 성질이 뛰어나다

2) 내피로성이 뛰어나고 내크리프성이 양호하다

3) 마모, 마찰계수가 작다

4) 내약품성이 뛰어나다.  ( 알칼리에도 잘 견딘다.)

2. 응용

1) 기계부품 : 치차(톱니바퀴) , 바인더 화스너, 문틀바퀴, 펌프날개, 히터팬, 메터부품

2) 용기 : 에어졸병, 모터부품, 스위치부품, 테이프레코드판

3) 전기부품 : 보빈, 모터부품, 스위치부품, 캬브레이터 부품

4) 일용품 : 수도정, 문틀, 라이터케이스, 완구의 치차

3. 취급상 주의 

결정성에 따른 치수변화 , 강도변화에 주의 

개요

금형의 파팅면이나 슬라이드의 공간 코어의 틈새 벤팅 되는 곳등에 수지가 흘러 들어가 거스르므가 되는것

원인

가. 제품설계 측면 

1) 제품의 전체적인 살두께가 너무 얇거나, 일부가 얇다.

얇은 살두께를 충진하기 위하여 과도하게 사출압력을 증가시키므로서 플래쉬가 발생하므로 살두께를 키운다.

나. 성형재료 측면 

1) 재료의 유동성이 너무좋다 

->유동성이 낮은 재료 Grade 로 바꾼다

->금형의 형합면의 치수정밀도를 높여 플래쉬가 발생하지 않토록 한다

다. 성형조건 측면

1) 계량이 너무 많다.

성형품 중량에 맞게 계량을 한다.

2) 보압절환이 너무 늦고 사출 압력이 높다.

보압절환이 늦으면 사출속도에 의한 완충으로 불필요한 압력상승을 하므로 보압절환을 빨리한다.

또는 사출 압력을 낮춘다

3) 형제력이 부족하다.

형체력을 늘리던지 성형압력에 맞는 사출기를 선정하던지 한다

4)금형온도 실린더온도 사출압력 사출속도가 높다.

금형온도 실린더 온도를 내려 용융수지의 흐름을 낮추고 사출속도, 사출압력을 낮춘다

라. 금형의 측면 

1) 금형의 파팅면의 정도가 나쁘다

-> 파팅면을 재가공 하고 균일하게 재조정한다.

-> 이물질이 끼었는지 확인하고 깨끗이 제거한다

가스배출이 잘 안된다

->가스배출이 안돼 미성형이 되어 불필요한 압력 상승을 하여 플래시를 발생하므로 에어벤트를 충분하게 설치한다

금형의 온도가 내려가지 않는다.

냉각을 추가하여 온도조절이 잘 되도록 한다

칠러를 사용하고 냉각매체로 물을 사용한다

에어벤트 폭이 너무 넓거나 깊음 

수지에 따른 에어벤트 깊이로 낮추고 폭을 줄인다

사출압력에 의한 금형의 강성 부족으로 플래쉬 발생 

하원판의 휨 발생 

하원판 두께 늘림 

받침봉 추가 및 받침봉 높이 키움 

유압슬라이드 코어 밀림

록킹 블록설치  및 유압실린더 직경을 큰 것으로 교체

상원판 측벽 휨 

테이퍼 블럭 설치 및 측벽 두께 늘림 

맺음말 

플래쉬가 생기는 것은 

제품적인 측면 ( 살두께) 과 

성형 재료측면( 유동성 )

성형 조건측면 (계량, 압력 ) 

금형측면(파팅면) 에서 찾아보고 해결하도록 한다

서론 

온도조절의 목적 

성형 사이클의 단축 

성형성의 개선

성형품의 외관 개선

성형품의 강도저하 방지

성형품의 형상 및 치수 정밀도 유지

금형의 온도와 성형조건과 관계 

금형온도가 높을 때 ( 캐비티 내압이 같은 경우 ) 

-사출 압력이 일정한 조건에서 성형 수축률이 커진다.

-싱크마크가 발생 할 수 있다

-수지의 유동성이 증가하여 플래시가 발생할 수 있다

본론

금형온도가 낮을 경우 

-제품의 광택도가 떨어진다.

-플로우마크나 웰드라인이 발생한다.

-수지의 응고가 빠르므로 사출압력을 높여야 한다

-수지의 유동성이 나빠져 미성형이 발생 한다.

냉각설계시 주의사항 

수지의 특성에 따라 금형의 온도를 올리는 경우와 냉매를 사용하여 내리는 경우가 있다

금형의 온도는 용융수지의 열량 , 하트런너의 열량에 의해 금형온도가 상승하는것을 억제해야 한다.

금형온도를 균일하게 유지하기 위해 냉각수 입구와 출구의 온도차는 5도 이하로 하고 정밀금형은 2도 이하로 한다.

냉각수 회로의 길이는 150cm 이내로 하고 냉각수 지름은 가급적 10~12파이 이상으로 한다.

냉각매체로 물과 기름이 많이 사용된다. 냉각 능력을 좋게 하기 위해서는 흐름이 난류가 되어야 한다. 난류가 되기 위해서는 유체점도가 낮고 유체속도가 빠른 것이 좋다. 그러므로 물이 점도가 낮아 냉각능력이 훨씬 좋다.

흐름의 상태가 층류일 경우 매체의 열전달률은 매우 나쁘며 호율이 좋은 열전달률을 얻기 위해서는 매개체의 흐름은 난류이어야 한다. 층류와 난류의 구분은 레이놀즈수에 의해 구분된다.  레이놀즈수가 2100 이하이면 층류, 2100~3500까지는 변류 3500이상은 난류이다. 

냉각수 회로의 내압을 4kg/㎠ 이상으로 하면 높은 난류에서 사용할 수 있다. 

냉각수 구멍은 이젝터 기구보다 우선을 원칙으로 한다

냉각회로는 제품 형상에 따라 설계한다.

1개의 큰 냉각수 구멍보다 가늘고 많은 수의 냉각수 구멍 쪽이 더 효과적이다.

게이트 부근 부터 냉각수가 유입될 수 있도록 한다.

결론

냉각 방법 

직선 회로 냉각

원주 냉각 회로 

분류식 냉각 회로 ( 냉각탱크 )

베플을 이용한 냉각 

열전도성이 좋은 베릴륨 동을 입자처리 하여 간접 냉각 

소재 : HR750(HRC20)  MOLDMAX HH(HRC40)   MOLDMAX LL(HRC30) 

냉각회로를 코어형상을 따라 3차원 냉각회로를 설계하고 RT에 의해 코어를 제작한다.

개요

전자부품에 많이 이용되고 있으며 고부가가치의 성형기술을 이용한 전자부품의 개발이 중요시 되는 때이다. 

핸드폰 카메라에 랜즈 경통등을 만드는데 필요한 기술이다.

서론

마이크로 성형기술은 마이크로 크기의 복잡한  형상을 가지고 있는 전자부품 또는 마이크로 크기의 부품을 제작하기 위해 반도체 기술을 접목하여  금형을 제작하는 것이다. ( 형상이  1미리 이하의 작은 부품을 만드는것이거나, 미세패턴 형상제작 )

본론 

마이크로 사출 성형

1. 초소형 플라스틱 사출 성형품 사출

 -탁상형과 같은 작은 마이크로 사출 성형기가 필요

 - 제품은 무게가 1g정도 또는 수 mg 이 되는 초소형 마이크로 단위의 정밀도 요구 

2. 미세패턴 형상 사출 

 - 미성형 문제 : 고온 금형으로 전사성을 향상 시켜야 함

 - 이형 문제 : 취출시 물림 발생으로 충분한 검토가 필요

결론 

기술

1. 1mm 이하의 부품을 만들기 위한 기술

2. 형상은 크면서 표면에 미세패턴 형상을 가공하는 기술

4월 10일 >>>

뮤셀 공법 

개요 : 가소화단계에서 초임계 상태의 질소를 성형기 배럴에 주입하여 , 성형푸 내에서 발포시키는 공법

1. 계량 단계에서  고온고압의 초임계 상태의 질소나 이산화탄소를 사출기 배럴내에 주입

2. Musell 스크류 계량중 Mixing Zone 에서 용융플라스틱과 초임계유체를 단일액상체로 혼합

3. 사출 공정시 급형내부의 급격한 감압으로 인해 초임계상태의 수백만개의 발포핵이 동시에 초미세 뮤셀 기포로 성형품 내부에 형성 

4. 금형내부에 형성된 기포는 생성과 동시에 발포압을 발생시켜 보압공정 없이 부품을 성형 완료시킴 

다이어이어 그램

( 실린더 내부가스주입) > ( 고분자재료에 침투) > ( 혼련과정 ) > (단일액상) >  사출 , 금형내 급격한 압력저하 > ( 발포핵인 동시에 뮤셀기포 생성 ) > ( 성형품 내부에 발포압이 발생 )

장점 : 초임계에 의한 점도 저하 

낮은 점도로 사출압력낮음, 금형온도 낮음, 사이클타임 단축 ( 약 30% )

보압이 적고 균일한 내압으로 품질 향상 , 균일한수축, 잔류응력감소, 치수안정, 변형감소

제품 중량 최대 50% 가벼워짐 ( 스킨층은 솔리드, 내부는 미세한 기공형성 )

단점 : 가스 주입장치 필요, 특허 승인계약이 필요, 특수한 사출 성형기 필요, 외관이 나쁨 

4월 8일 >>>

개요 

플라스틱 제품들의 무게를 줄이기 위하여 사출기의 실린더 내부로 초임계상태의 가스를 주입하여 성형재료와 가스를 혼합시켜 금형 내부로 사출한 후 수지 내부에 미세한 크기의 기포 (5~50미크론)를 생성하여 제품을 성형하는 기술

서론

공정 단계

1단계 - 가스용해 

가스를 초임계유체(SCF) 상태로 변화시켜 사출기 내부로 주입

2단계- 핵화 

수지내에 침투 혼련후 금형의 내부로 주입시 급격한 압력저하로 가스입자의 핵화 진행 

3단계- 셀성장 

금형의 내부에서 CELL 이 성장하며 성형조건에 따라 셀크기 조정됨 

4단계-형상화 

금형의 내부를 충진하면서 제품을 형상화하며,  이때 별도의 보압은 필요없음 

본론 

특징 

초임계 유체 사용 

물리적발포 프로세스 : 발포제로 이산화탄소 또는 질소사용

화학적 발포 프로세스가 아니므로 친환경적인 기술

성형제료의 점도는 일반사출에 비해 1/2정도 낮아짐

대부분의 성형재료에 사용가능 

결론 

장점 

금형수명연장 - 초임계에 의한 점도 저하 (최대 50% )

낮은 사출압력, 낮은 수지온도및 금형 온도

사이클 타임의 단축  ( 전체 30% )

사출(10%) 보압(90%) 냉각(60%) 시간이 단축됨 

품질향상

보압이 적고 균일한 내압작용

균일한 수축, 잔류응력 감소 , 치수안정, 변형감소 

제품중량절감 ( 최대 50% ) SKIN 층은 SOLID , CORE 층은 미세한 기공형성

결국 원가절감 

단점 

-가스주입장치 필요 

- 특허 승인 계약이 필요

- 특수한 사출 성형기의 필요 

- 외관이 나쁘다

- 장치가 고압가스법에 해당

개요

사출 성형 해석을 통하여 금형제작 과정에서 발생할 수 있는 불량 요인을 예측하고 이를 통하여 반복되는 금형 수정 및 시사출의 횟수를 최소화하여 비용과 시간을 절감 할 수 있게 한다.

서론 

해석을 통한 결정 사항 

1. 적정 수징의 결정 

2. 적절한 게이트 수와 위치의 선정

3. 런너의 크기 및 길이의 결정 

4. 웰드라인의 위치 조절 

5. 냉각회로의 최적 설계 

6. 응력 분포의 최소화 

7. 성형 조건의 최적화 

해석 과정 

1. 모델링 

  모델준비  - 런너 시스템 설계 - 냉각 시스템 설계 

2.  사용 수지의 선정 

3. 성형조건입력 및 해석 

4. 결과 분석 

5. 조건 최적화 

본론

★ 지원 해석 분야 

유동해석 : 수지가 주입되어 채워져 나가는 과정에 대한 해석 성형불량의 70% 가 유동불량 임 

- 미성형 여부 

- 웰드 여부 

- 런너 밸런싱 확인 

보압해석 : 충전후 취출때 까지 수지의 거동을 해석 

- 싱크마크 예측

- 체적 수축량 예측

냉각해석 : 냉각채널에 의한 제품내 온도 분포를 해석

- 냉각시간 최소화 : 고온 부위에 집중 냉각할 수 있도록 냉각시간 최소화 

- 열점의 제거 : 쉽게 열이 발산되지 않는 곳을 찾아 냉각수로 배치

- 변형의 감소 : 온도차이를 최소화하여 온도차에 의한 수축 불균형 최소화 

결론 

현장에서도 이제는 성형해석을 중시하고 발행한 데이터를 참조하고 있습니다. 점점 하드웨어와 소프트웨어의 발전으로 과거에 시간이 오래걸리던 것들도 시간이 단축되고 있다.  정확한 결과를 위해서는 사출 공정조건과 수지의 데이타가 더 많아지고 좋아질 수록 결과는 더욱 좋아질 것이다. 

Daiylight Opening 이란 ? 

사출금형을 체결할수있는  열린 가동형판과 고정형판의 거리 ( D.O )

금형의 닫힏 두께가 mold-h 라하고 제품을 빼기위한 금형의 높이를 mold-H라 하면 

열린 가동형판과 고정형판의 거리는 제품을 빼기위한 금형의 높이 mold-H 만큼의 거리가

있어야 제품 취출이 가능하다 

사출성형기에서 Daylight Opening과 금형두께와의 관계는 

금형의 크기 + 가공거리 < Daiylight Opening 이어야한다.

1. 1x3x5 를 지켜 균등 설치 할것

2. 입수와 출수의 온도 차이가 3도 이상 나지 않토록할 것

3. 설계 우선순위는 밀핀보다 우선이다.

4. 케비티에서 최소 10미리 떨어지도록 한다

5. 큰 홀 한개 보다 작은 홀 여려개가 효율적이다

6. 고정측이 가동측 보다 많은 냉각수 홀을 필요로 한다

7. 고정측과 가동측은 별개로 운영한다

8.  금형온도가 높은 스프루부터 먼저 냉매가 입수되도록 한다

다이렉트 법 

금형이동 법

페리슨 이동 법

블로우 성형 : 중공성형이라고도 하며 페리슨을 압출로 생성한후 금형안에 넣어 공기를 불어넣어 성형하는 법

핫페리슨 법 :  페리슨이 압출로 나온 후  냉각 되기 전에 중공성형을 진행하는 법 

핫페리슨 단점 : 병목을 명확히 성형 하지 못한다. 

해결책 : 콜드 페리슨 법 개발 

콜드 페리슨 법 : 페리슨을 사출 생산하여 냉각 시킨 후 재가열하여 중공성형한다.

장점 :  페리슨 사출 성형할 때 병목은 결정화를 이루어 단단하고 견고한 형상을 지닌다.

균일 냉각이 되지 않는 이유 

1. 사출 형태의 불균형 

 사출 살두께가 불균형하게 되어 있다면 분균형 냉각이 될 가능성이 높다. 

2. 냉각 채널의 불균형 

냉각 채널의 위치가 불 균일 하다면 불균형 냉각이 이루어 질수 있다. 

3. 금형 두께의 불균형 

금형의 두께가 불균형 하다면 균형냉각이 되지 않는다. 

균일 냉각에 필요한 요소 

1. 냉각 채널의  균일한 분포 ( 1: 3: 5 ) 

 냉각채널 지름이 3인경우 코아로부터 지름의 3배수 만큼 떨어지고  홀거리는 5배수 만큼 떨어뜨려서 채널을 가공한다. 

2. 냉각수의 레이놀즈 수 2000 이상이 되도록 한다. ( 2000 < 밀도 x 속도 x 직경 / 점도 )

3. 코아의 냉각에 버플이나 베플 냉각 시스템을 사용한다. 

4. 코아의 재질을 열전도율이 높은 소재를 사용한다. 

내생각 

사출 금형의 특징 

1. 사출금형은 적게는 50도 정도에서 크게는 300도 가량 올라간다.

2. 레진이 반복하여 캐비티에 충진하며 형체력을 받는다.

3. 때로는 PVC 등과 같은 레진으로부터 염소의 영향을 받게된다.

4. 투명한 사출을 생산하기 위해서는 거울같은 경면 사상이 되야된다. 

5. 몰드 베이스는 깊은 포켙 가공을 하는 경우가 많다.

사출 금형에 쓰이기에 적합한 강재

1. SKD 61이 V 을 다량 함유하고 (1.2 ) 있어서 적열경도와 인성이 우수하다.

2. SKD 61종은 HRC 53 으로 우수하다

3. 스타박스 라는  프리하든강은 Cr을 12이상 보유하고 있는 스테인레스 강으로 내식성이 강하다

4. 프리하든강 종인 NAK 80 은 방전 가공에 의한 사상성이 우수하다

5. 프리하든강 종인 스타박스는 경면 사상성이 매우 우수하다.

6. 프리하든강 종인 KP4M 은 가격이 저렴하고 경면사상성, 방전 가공성 등이 매우 양호하다

7. SM 45C 는 가공성이 뛰어나서 몰드베이스로 사용하기에 적합하다

캡쳐 

1. STD-61 금형용 합금 공구강으로서 열간 가공용 금형 부품에 적합한 재료이다. 대표적인 수지로는 ABS, AS, 아크릴, 폴리에틸렌(PE), 폴리스타이렌(PS) 등이 있다. 열간 프레스금형, 각종 다 이스, 다이 블록, 절단 날, 각종 슬라이드 코어 등에 사용된다. (1) 열 충격 및 열 피로에 강하므로 열간 프레스 금형, 각종 다이스, 다이 블록 제조에 쓰인다. (2) 내마모성과 내열성을 이용하여 열간 가공용 사출 금형에 광범위하게 사용되고 있다. (3) 고청정도와 고품질을 얻을 수 있다. (4) 진공 탈가스 처리와 재용해 공정을 통하여 제품의 청정도와 품질이 우수하다. (5) 균일한 조직을 구성하고 있다. (6) 고온 강도와 인성이 양호하다. 

3. STD-11 냉간 가공용 합금 공구강으로서 고탄소, 고크로뮴강이며 내마모성이 커서 프레스 금형, 구 형, 너트, 축조 롤러에 적합하지만 기계 가공성이 까다롭고 담금질 온도가 1,020~1,050℃ 의 고온인 것이 흠이다. 대표적인 수지로는 ABS, AS, 아크릴, 폴리에틸렌(PE), 폴리스타이 렌(PS) 등이 있다. 열간 프레스금형, 각종 다이스, 다이블록, 절단 날, 각종 슬라이드 코어 등에 사용된다. (1) 고청정도와 고품질을 얻을 수 있다. (2) 진공 탈가스 처리와 재용해 공정을 통하여 제품의 청정도와 품질이 우수하다. (3) 균일한 정도가 우수하다. (4) 내마모성이 우수하다. (5) 고온 강도가 우수하다

1. NAK-80 플라스틱 금형용 강(프리하든강)으로서 최적 조건으로 열처리하였으므로 그대로 가공하여 사용될 수 있으며, Ni(니켈)-Al(알루미늄)-Cu(구리)계 시효 경화용 강으로 사용된다. (1) NAK-80의 특징 (가) 경면 연마성이 우수하다. (나) 방전 가공성이 우수하다. (다) 용접성이 양호하고 열처리가 필요 없어 그대로 금형 가공에 사용된다. (2) NAK-80의 시편 테스트 (가) 관리 및 유지가 쉽다. (나) 가공이 쉽고 편하다. (다) 고광택용으로 적합하지 않다. (라) 폴리싱 작업 시 오렌지 현상과 핀 홀이 심하다. (마) 최고 광택 사항은 #6,000으로 이상 요구 시 심한 조직면이 드러난다.

2. STAVAX 우수한 내식성을 가지고 있는 마텐자이트계 스테인리스강으로 의료 산업, 광학 산업 및 녹 이 발생하지 않고 위생이 높게 요구되는 고품질 투명한 부품 적용 분야에 특히 적합하다. (1) STAVAX의 특징 (가) 내부식성이 우수하다. (나) 내마모성이 우수하다. (다) 기계 가공성이 우수하다. (라) 경면성이 우수하다. (2) STAVAX 시편 테스트 (가) 경도와 강도가 좋아 관리가 수월하다. (나) 고광택 작업 시 광택이 좋고 유지 관리가 쉽다. (다) 폴리싱 작업 시 표면에 스크래치 발생이 적고 오렌지 현상과 핀 홀이 적다. (라) 고광택 요구 시 1미크론까지 작업을 실행해야 될 것으로 판단된다

열전도성 제품 비교 ( 몰드맥스, HR 750 비교 ) 

호퍼로더 : 진공장치를 이용해서  저장장치에서 호퍼로 필릿을 자동 공급해 주는 장치

건조장치 : 호퍼에 있는 필릿을 건조시켜주는 장치 

분쇄장치 : 재생하려는 스프루나 런너을 사용할 수 있도록 분쇄해주는 장치 

참조 이미지 

폴리 에틸렌 수지는 초기에 합성된 수지이다

탄소 1개에 수소 2개를 반복하는 고분자 화합물이다. 

1. 고밀도 HDPE  : 단단하여 병뚜껑, 플라스틱 용기 등에 쓰인다. 

2. 저밀도 LDPE : 부드러워서 프라스틱 봉투 등이 만들어진다. 

3.  중밀도 PE : 중간정도의 부드러움으로 프라모델등에 쓰인다. 

개발 - 구조검토 . 양산성 검토 

원재료 - 밀시트 관리 

금형 - 금형온도관리, 유동해석 적용

성형기 - 작동유 관리, 실린더 스크류 체크링관리, 사출기 정도 검사

작업방법 - 형체력관리, 보안 절환위치 및 큐션량 확인, 보압 냉각시간확안, 주위 환경 조건 관리  

스크류 마모로 인한  계량값과 사출 성형량 편차 발생 

스크류 교환후 생산률 67% 증가 

동급 사출기에서 기존 금형대비 시간당 생산량 2배 증가  ( 템덤 몰드 , 스택몰드 )

상이한 중량의 부품을 금형 한 벌에서 동시 생산 ( 텐덤 몰드 )

플라스틱 사출 원가 최대 40% 까지 절감  ( 템덤 몰드 , 스택몰드 )

기대효과 

성능 점검 항목 ( 사출속도, 사출압 , 형체력 )

기타 유지보수 

성형기 정기 점검시 체크 사항 ( 실린더,  스크류,  체크링 관리 )

1. 스프루 록크핀 자유 낙하형 

  특징 : 빼기 역할후에 자유 낙하 하도록 칼키가 형성 되어 있다 . 

  가공 : 원통 가공 후에 연삭 가공을 추가 하여 완성한다. 

2. 스프루 록크핀 로보터 취출형 

  특징 : 스프루 빼기 이후에도 로보트가 빼때까지 록크핀에 부착되어 있다. 

  가공 : 원통 가공 만으로 완성이 된다. 

1. 금형 클램핑

2.최대사출속도의 95%로 셋팅

3.사출속도의 최적화

4.보압 셋팅

5.보압시간 셋팅

6.사이클 타임의 최소화

7.다른 성형조건의 최적화

배상수 어드바이스 

1.원재료건조
2.실린더온도 setting
3.금형안착
4.금형온도setting
5.가상에 조건입력(금형확인후)

크랙 : 한줄 정도가 금이 가는것 

크래이징 : 작은 여러개의 금이 군집을 이루어 가는것 

발생원인 : 잔류응력에 의한 갈라짐 

잔류응력이 발생하는 원인 : 금형온도가 낮아서  유동저항이 커져서 사출 속도가 올라감으로서 낮은 온도의 레진에 강한 압력이 작용하여 유동되지 아니한 스트레스로 인해 균열이 발생한다. 

해결방법 : 금형온도를 올린다.  금형온도를 올릴수 없으면 게이트의 크기를 줄여서 전단열에 의한 온도를 올릴 수 있는지 확인한다.  또 다른 방법으로 사출온도를 높여서 진행한다. 

사출률 = 사출용적( CM^3) / 사출 시간 

          = 스크류 단면적(CM^2 / 사출 속도 (

1. 자동생산 연속 작업이 가능하다. ( ROLL TO ROLL )

2. 고정측이 코아이고 가동측이 캐비티 이다

3. 가동측 캐비티에 진공 흡입 장치가 있다

4. 2단금형형태에 핀포인트 게이트를 사용한다

5. 로보트 팔을 이용해서 제품을 이젝팅 한다

결정성 수지와 비결정성 수지의 PVT 선도 

       비결정성 수지                                                                    결정성 수지 

• 1. 절단 후 제품에 영향을 주지 않는 곳에 위치 시킨다. 
• 2. 두께가 가장 두꺼운 쪽에 위치를 시킨다. 
• 3. 가스가 발생되기 쉬운쪽의 반대편에 위치를 시키고 반대편에 가스 빼기를 해준다. 
• 4. 웰드라인이 생기지 않거나 생겨도 문제가 없는 쪽을 고려한다.
• 5. 배향이 생겨도 문제가 되지 않는곳에 위치를 시킨다. 

공식 = 형체력 > 투영면적 X 수지압력 

단위의 변환 :  1Pa = 1N/㎡ = 0.1 Kg·f /㎡(0.101972) = 0.00001 Kg·f /㎠ = 1x10^-5 kg·f /㎠

                        1MPa = 1x10^6 Pa = 1x10^6 N/㎡(1019) = 1x10^5 Kg·f /㎡= 10Kg·f /㎠

                        50Mpa = 500Kg·f /㎠ 

투영면적 (200) x 수지압력 (30/100Kg·f /㎠ ) = 60Kg·f /㎠ = 60x10000 Kg·f /㎡  = 600000 Kg·f /㎡ = 600000x0.1 N

  = 6000 N = 6kN 

키포인트 

- 이종 플랫폼에서의 화일 교환 확장자 = IGES 

- 동종 프랫폼의 이종 프래그램간에 화일 교환 확장자 = STEP

- 3D 프린터의 기본 확장자 = STL 

1. IGES  화일의 장 단점 

 장점 : IGES 확장자는 거의 모든 프랫폼에서 화일 교환이 가능하다. 

단점 : 서피스 데이타를 가지고 있어서 솔리드 데이타로 변경시 오류가 나서 패치를 해야 할 수도 있다. 

2. STEP 화일의 장 단점 

장점 : 거의 많은 프로그램에서 화일 교환이 가능 (솔리드 데이타 )

단점 : 이종간 교환시 호환에 문제가 생길수 있다 

3. STL 화일의 장 단점 

장점 : 3D 화일의 호환 교환이 모든 기종에서 가능하다. 

담점 : 폴리곤 데이타로 저장 되어있어서 호환시 수정을 해야 할 수도 있다.