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

 

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.

 

 

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 )

 

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

 

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중공성형에서의 문제 포인트는 

 

-  다이슬라이드법 

-  블로우 사출의 종류와 특징

-  사출 연신 블로우에 대한 설명 

-  블로우 성형법에서 핫페리슨에 따른 블로우 성형 3가지 종류 

-  블로우 다이 슬라이드법 / 콜드 페리슨에 대한 설명   /  압출 중공성형법 

 

 

중공성형의 분류  

1. 페리슨에 따른 분류 

  핫페리슨 , 콜드페리슨 

 

핫페리슨 => 페리슨 압출후에 냉각하지 않코 바로 중공성형을 한다. 

콜드페리슨 => 페리슨 사출후에 냉각 후에 고주파등으로 재가열후 중공성형한다. 

 

콜드페이슨이 생긴 이유 : 쥬스병등을 제작후 완전환 병마게 형상을 위해서 1차 페리슨 사출에서 병마게 부분을 완전 결정화 되도록 하고 2차 중공성형에서 몸통을 고주파가열등으로 가열후 연신하며 중공성형한다. 

콜드 페리슨은 핫페리슨으로는 정확히 병마게 부분이 형상이 생성 안되어서 콜드 페이슨법을 사용하게 됨 

 

콜드 페리슨법 => 중공연신성형 법 

 

핫페리슨법 ==> 다이렉트 법 , 금형이동법 , 페리슨 이동법 

 

 

개념 :  물병용기 와 같이 속이 비고 바닥이 있는  사출품 성형 방법 

 

방법 : 

 

압출 중공 성형 :  먼저 블로어 될 속이 빈 튜브 예비사출물을 압출 -> 이어서 예비 사출물을 완성할 금형으로 감싼후 -> 공기를 불어 넣어서 금형안에서 팽창하도록 하여 용기 모양이 되도록 한 후 취출하여 완성 

상세 사항 : 예비 사출물을 금형으로 감쌀때 밑 부분이 봉합 되도록 한다. 

 

생산 응용 적용  : 금형이동식 블로 성형기  ( =핫 페리손 법 , 다이렉트 블로우 ) 

 

블로 성형에서 금형을 이동하여 파리손 압출을 연속 운동할 수 있도록 한 블로 성형기이다. 

 

곧 금형을 크로스 헤드 다이에서 압출한 파리손을 끼우는 위치에 이동하여 파리손이 소정의 길이에 달하면 동시에 그것을 끼우고 곧바로 압출노즐 위에 설치 되어 있는 커터로 파리손을  절단한 뒤 금형을 성형 위치에 이동시킨다. 성형위치에 이동한 금형내에는 그 상부에 설치되어 있는 핀에서 파리손 내부에 공기를 주입하여 블로 성형을 한다. 그 다음 금형을 열어서 블로성형품을 꺼내는 동시에 금형을 파리손 압출용 다이의 위치에 이동한다. 금형의 개수와 이동형식에 따라서 수종의 조합을 채용할 수 있다. 파리손 이동식 블로성형기와 마찬가지로 열안정법이 좋지 않은 성형재료의 블로성형에 적합하다.

 

단점 : 만약 병목에 나사가 있을 시 명확히 형상을 구현하기 조금 어렵다. ( 그런 경우 사출 중공성형을 한다. ) 

 

 

사출중공성형 :  페리손을 금형에 사출하여 완성하고 뒤이어 금형을 블로어 할 금형으로 교환하거나 이동후 압축공기로블로어 하는 성형 ( 페리손 사출후 뒤이어 블로우성형하는 경우를 1단계 블로우성형이라한며 핫페리슨법에 해당함)

 

압출 중공 성형으로는 병 뚜껑을 체결하는 병 주입구 스레드 형상을 명확하게 하기 어려워서 페리손을 사출 성형으로 병입구 부분의 스레드를 완성하며  페리손을 사출 결정화 완성 (냉각) 후 패리손 재가열후에 중공성형 하는 것을 2단계 블로우성형이라하며 콜드페리슨법에 속한다. 이경우 PET 병 생산에 많이 쓰이며 특히 블로우 바로직전에 스트레치 로드를 통해 페리손을 축 방향으로  스트레치 시키면서 블로잉하여 만드는 경우 사출 연신중공성형이라 한다. 

 

사출 연신중공성형 : 페리손을 중공성형 할때 페리손을 축방향으로 누르며 스트레치 시키면서 블로잉 하는 법 (로드로 누르며 연신하는 이유는 페트병과 같이 길이가 긴경우 파리손을 그냥 압축공기로 블로잉하면 축방향보다는 원주방향으로 늘어나기 때문에 ) 

 

 

 

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