인서트 몰딩은 오늘날 생산에 적합한 기술입니다. 플라스틱에 금속 또는 기타 요소를 부착하는 데 사용됩니다. 이 공정은 통일되고 견고하며 강력한 구성 요소를 제공합니다. 부품을 성형한 후 조립해야 하는 단계별 기술 대신 인서트 몰딩 기술은 부품을 융합합니다. 따라서 노동력과 시간을 절약하고 제품의 품질을 향상시킬 수 있습니다.

중국은 인서트 몰딩의 거인입니다. 비용 효율적인 생산을 제공합니다. 높은 수준의 공장과 숙련된 노동력이 중국에 구축되어 있습니다. 중국은 다목적 소재의 생산국입니다. 글로벌 생산을 주도하고 있습니다.

이 백서에서는 인서트 몰딩, 공정, 인서트 유형, 재료, 디자인, 사용 가능한 가이드라인, 사용법, 장점 및 현대 생산의 몰딩 공정과의 비교에 대해 설명합니다.

인서트 몰딩이란 무엇인가요?

인서트 몰딩은 플라스틱 성형 공정입니다. 조립이 완료된 부품(일반적으로 금속 부품)을 금형에 넣습니다. 다음 단계는 그 주위에 용융 플라스틱을 주입하는 것입니다. 플라스틱이 단단해지면 플라스틱 인서트는 최종 제품의 구성 요소가 됩니다. 이 기술은 전자 및 자동차 산업과 의료 장비 산업에서도 사용됩니다.

인서트 몰딩의 가장 큰 장점은 강도와 안정성입니다. 금속이 삽입된 플라스틱 부품은 기계적 강도가 더 강합니다. 또한 시간이 지남에 따라 나사산과 마모가 적습니다. 이는 특히 나사나 볼트를 여러 번 조여야 하는 부품에 필수적입니다.

인서트 유형

인서트 몰딩에 사용되는 인서트는 목적에 따라 다양한 종류가 있습니다.

금속 인서트

금속 인서트가 가장 널리 사용되는 인서트입니다. 강철, 황동 또는 알루미늄으로 만들어집니다. 구조적 또는 기계적 강도를 위해 나사 구멍에 사용됩니다.

전자 삽입물

플라스틱 형태로 성형할 수 있는 전자 부품으로는 센서, 커넥터 또는 소형 회로가 있습니다. 이를 통해 안전성을 보장하고 조립 공정을 줄일 수 있습니다.

기타 자료

일부 인서트는 특별한 용도로 활용하기 위해 세라믹 또는 복합 소재로 제작됩니다. 내열성 또는 단열이 필요한 경우에 사용됩니다.

적합한 인서트 선택

부품의 역할과 플라스틱 유형에 따라 결정할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 호환성, 강도, 내구성입니다.

인서트 몰딩 프로세스

단일 단계 성형에는 금속 또는 기타 요소를 플라스틱 도구로 통합하는 작업이 수반됩니다. 인서트가 최종 제품에 삽입됩니다. 이 과정은 뒤에 이어지는 부품 조립에 비해 더 강력하고 빠른 공정입니다.

인서트 준비하기

인서트는 모든 먼지, 기름 또는 녹을 제거하기 위해 헹굽니다. 또한 때때로 플라스틱에 접착될 수 있도록 오버코팅 또는 러기드 처리를 하기도 합니다. 65~100°C로 예열하면 뜨거운 플라스틱에 의해 파괴되지 않습니다.

삽입물 배치

인서트는 금형에 매우 조심스럽게 배치됩니다. 로봇이 대형 공장에 삽입할 수 있습니다. 핀이나 클램프가 단단히 고정합니다. 오른쪽의 위치는 성형이 진행될 때 움직임을 방지합니다.

플라스틱 주입

이는 용융된 플라스틱을 주입하여 인서트를 둘러싸는 방식으로 이루어집니다. 온도 범위는 180~343°C입니다. 압력은 50-150MPa입니다. 강도를 높이려면 유지 압력이 5-60초가 되어야 합니다.

냉각

플라스틱이 굳어지는 과정입니다. 작은 부품은 10~15초, 큰 부품은 60초 이상 걸립니다. 냉각 채널은 예열을 방지합니다.

부품 꺼내기

금형과 이젝터 핀이 부품을 강제로 밀어냅니다. 그런 다음 작은 마무리 또는 트리밍 작업이 이어질 수 있습니다.

중요 사항

금속과 플라스틱의 팽창은 동일하지 않습니다. 예열과 일정한 금형 온도 제어는 응력을 감소시킵니다. 이는 최신 기계에 센서를 사용하여 압력과 온도 측면에서 결과물의 균일성을 달성함으로써 이루어집니다.

주요 매개변수:

성형할 일반적인 주사 유형 

사출 성형에 적용되는 다양한 유형의 인서트가 존재하며 용도에 따라 달라집니다. 각 유형은 최종 부품의 강도와 성능에 기여합니다.

나사산 금속 인서트

나사 인서트는 강철, 황동 또는 알루미늄으로 만들 수 있습니다. 나사 인서트는 플라스틱이 파손되지 않고 여러 번 나사를 조이고 볼트로 고정할 수 있습니다. 후자는 자동차, 가전 제품 및 전자 제품에서 흔히 사용됩니다.

프레스-핏 인서트

압입식 인서트는 추가 부착 없이 성형된 부품에 설치되는 인서트입니다. 플라스틱이 식으면서 인서트를 고정하고 매우 강력하고 안정적으로 고정합니다.

히트셋 인서트

그 다음에는 인서트를 열 경화시키는 과정이 이어집니다. 식으면 뜨거운 인서트가 주변 플라스틱과 어느 정도 융합되어 매우 강한 결합을 형성합니다. 일반적으로 나일론과 같은 열가소성 플라스틱에 사용됩니다.

초음파 인서트

진동이 발생하면 초음파 인서트가 설치됩니다. 인서트 주변에서 플라스틱이 녹아 단단하게 밀착됩니다. 정확하고 빠른 방법입니다.

적합한 인서트 선택

오른쪽과 왼쪽의 선택은 플라스틱의 종류, 부품 디자인, 예상되는 하중에 따라 결정됩니다. 금속 인서트는 강도를 기준으로 선택했으며, 열경화성 인서트 및 초음파 인서트와 같은 특수 인서트는 정밀도와 내구성을 기준으로 평가했습니다.

인서트 사출 성형 산업의 설계 규칙

몰딩을 사용하여 삽입할 부품의 설계는 적절하게 계획되어야 합니다. 정확한 설계는 높은 접착력, 정밀도 및 영구성을 보장합니다.

삽입 배치

인서트는 플라스틱으로 지지할 수 있는 좋은 위치에 삽입됩니다. 벽이나 얇은 모서리에 너무 가깝게 삽입하면 균열이나 뒤틀림이 발생할 수 있으므로 주의해야 합니다.

플라스틱 두께

인서트를 둘러싼 벽의 두께가 항상 같은지 확인하세요. 갑작스러운 두께 변화로 인해 고르지 않은 냉각과 수축이 발생할 수 있습니다. 인서트의 두께는 일반적으로 2~5mm로, 강도와 안정성에 관한 한 이 정도면 충분합니다.

재료 호환성

플라스틱을 가져다가 접착 재료로 채웁니다. 예를 들어 황동 또는 스테인리스 스틸 인서트와 함께 사용할 수 있는 나일론이 있습니다. 열이 과도하게 발생하는 혼합물은 피해야 합니다.

금형 설계

금형에 좋은 게이트 위치와 냉각 장치를 추가합니다. 플라스틱은 인서트 주변에서 자유롭게 움직일 수 있어야 하며 공기가 들어가지 않아야 합니다. 채널에 의해 온도가 안정화되고 뒤틀림이 방지됩니다.

허용 오차

디자인의 인서트 구성 요소의 정확한 허용 오차. 인서트가 느슨하거나 딱딱하지 않고 완벽하게 맞으려면 0.1~0.3mm의 작은 여유 공간만 있으면 됩니다.

강화 기능

인서트는 리브, 보스 또는 거셋을 사용하여 지지해야 합니다. 사용하면 이러한 속성이 널리 분산되어 인서트의 균열이나 움직임을 방지할 수 있습니다.

인서트 성형 공정에 사용하기에 부적합한 오버몰드 재료

이상적인 공정은 인서트 몰딩이지만, 플라스틱은 쉽게 녹고 성형 과정에서 쉽게 흘러내립니다. 또한 플라스틱은 견고한 부품을 만들기 위해 인서트에 부착되어야 합니다. 열가소성 플라스틱은 올바른 용융 특성과 유동 특성을 가지고 있기 때문에 선호됩니다.

스티렌 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌

ABS는 치수뿐만 아니라 작업하기도 쉽습니다. 높은 수준의 정확성과 안정성이 요구되는 가전제품에 가장 적합합니다.

나일론(폴리아미드, PA)

나일론은 강하고 유연합니다. 일반적으로 자동차 브래킷이나 건축용 부품과 같은 구조용 제품의 금속 인서트에 용접됩니다.

폴리카보네이트(PC)

폴리카보네이트는 균열이 없을 뿐만 아니라 견고합니다. 주로 전자제품 인클로저와 의료 장비 및 내구성이 필요한 기타 장비에 적용됩니다.

폴리에테르에테르케톤(PEEK)

PEEK는 열과 화학 분야에서 경쟁 우위를 점하고 있습니다. 고성능 엔지니어링, 항공우주 및 의료 분야에 적용될 수 있습니다.

폴리프로필렌(PP)

폴리프로필렌은 점성이 없으며 많은 화학 물질에 반응하지 않습니다. 생활용품과 소비재, 자동차 부품에 사용됩니다.

폴리에틸렌(PE)

폴리에틸렌은 저렴하고 탄성이 있습니다. 주로 포장이나 보호 케이스와 같은 조명에 사용됩니다.

열가소성 플라스틱 폴리우레탄(TPU) 및 열가소성 엘라스토머(TPE)

TPU와 TPE는 고무처럼 부드럽고 탄성이 있습니다. 오버몰딩 그립, 씰 또는 충격 흡수가 필요한 부품에 적합합니다.

적합한 소재 선택

오버몰드 소재의 선택은 부품의 기능, 인서트의 작업 및 기능에 따라 결정됩니다. 또한 필요한 강도와 유연성을 제공할 뿐만 아니라 인서트를 접착하는 우수한 유동성 플라스틱이어야 합니다.

파트 지오메트리 및 인서트 배치:

 이 기능은 모든 부품에 적용됩니다.

 파트 지오메트리 및 인서트 배치:

 모든 부품에 적용할 수 있는 기능입니다.

인서트 고정은 부품의 모양에 따라 달라집니다. 인서트의 위치는 주변에 적절한 플라스틱이 있어야 합니다. 가장자리나 좁은 벽에 너무 가깝게 삽입하면 금이 가거나 구부러질 수 있으므로 삽입하지 않아야 합니다.

인서트를 둘러싼 플라스틱의 두께는 매끄러워야 합니다. 갑작스러운 두께 변화는 불균일한 냉각 또는 수축을 초래할 수 있습니다. 인서트의 경우 강도와 안정성 측면에서 보통 2~5mm의 플라스틱이면 충분합니다.

인서트를 지지하는 데 사용할 수 있는 디자인 기능으로는 리브, 보스, 거셋이 있습니다. 이들은 사용 시 응력을 분산하고 움직임을 억제하는 데 도움이 됩니다. 인서트가 올바르게 설치되면 부품이 제자리에 있고 부품이 효과적으로 작동한다는 확신을 가질 수 있습니다.

인서트 성형용 열가소성 플라스틱의 기술 비교

인서트 몰딩의 장점

강력하고 내구성 있는 부품

인서트 몰딩 공정은 플라스틱과 금속을 하나의 부품으로 결합하는 과정입니다. 따라서 부품이 견고하고 튼튼하며 반복해서 사용할 수 있습니다.

조립 및 노동력 감소

인서트가 플라스틱에 삽입되며 추가 조립이 필요하지 않습니다. 따라서 시간과 노동력을 절약하고 조립 중 실수할 가능성을 줄일 수 있습니다.

정확성과 신뢰성

인서트가 몰딩에 단단히 부착됩니다. 이렇게 하면 치수가 동일하고 기계적 강도가 증가하여 부품의 신뢰성이 높아집니다.

디자인 유연성

인서트 몰딩을 통해 복잡한 디자인을 제작하는 것은 기존 조립 방식으로는 생산하기 어렵습니다. 금속과 플라스틱을 새로운 조합으로 사용하여 기능적 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

비용 효율성

인서트 몰딩은 대량 생산 시 조립 비용뿐만 아니라 재료 낭비도 줄여줍니다. 제품의 효율성과 전반적인 품질이 향상되므로 장기적으로 비용 효율적입니다.

인서트 몰딩의 적용 분야

자동차 산업

자동차 산업은 인서트 몰딩. 플라스틱 부품에는 금속 인서트가 있어 브래킷, 엔진 부품, 커넥터와 같은 구성 요소에 강도를 제공합니다. 이렇게 하면 조립은 줄어들고 내구성은 높아집니다.

전자 제품

전자 제품. 인서트 몰딩의 장점은 플라스틱 케이스에 커넥터, 센서, 회로를 추가할 수 있다는 점입니다. 이렇게 하면 깨지기 쉬운 부품의 안전이 보장되고 조립 공정이 비교적 쉬워집니다.

의료 기기

인서트 몰딩 기술은 높은 정확도와 수명이 요구되는 의료 기기에 많이 사용됩니다. 이는 수술 장비, 진단 장비 및 내구성이 뛰어난 플라스틱-금속 조합의 생산에 적용됩니다.

소비자 제품

전동 공구, 가전제품, 스포츠 장비와 같은 소비재는 대부분 인서트 몰딩으로 성형됩니다. 인서트 몰딩은 공정의 조립을 강화하고 단순화하며 인체공학적이거나 복잡한 디자인을 가능하게 합니다.

산업 애플리케이션, 항공우주.

그리고 인서트 몰딩 은 중공업과 항공우주 분야에서도 사용됩니다. 금속으로 채워진 고성능 플라스틱은 내열성과 내마모성을 갖춘 가볍고 강한 구성 요소를 가지고 있습니다.

사용된 재료

인서트 성형 모드의 작동에는 플라스틱과 인서트에 적합한 재료가 필요합니다. 선택은 파워, 안정성 및 출력으로 이어집니다.

금속 인서트

금속 인서트는 일반적으로 거칠고 내구성이 뛰어나기 때문에 사용됩니다. 주로 강철, 황동, 알루미늄으로 구성됩니다. 하중이 가해지는 부품에는 강철을 사용할 수 있고, 황동은 부식되지 않으며, 알루미늄은 가볍습니다.

플라스틱 인서트

플라스틱 인서트는 부식에 강하고 가볍습니다. 저부하 애플리케이션이나 비전도성 부품의 애플리케이션에 사용됩니다. 플라스틱 인서트는 복잡한 모양으로 성형할 수도 있습니다.

세라믹 및 복합 인서트.

세라믹 및 복합 인서트는 내열성, 내마모성 또는 내화학성을 확보하는 데 사용됩니다. 일반적으로 항공우주, 의료 및 산업 분야에서 사용됩니다. 세라믹은 고온에 강하고 복합재는 단단하면서도 열팽창이 적습니다.

열가소성 플라스틱 오버몰드

인서트의 주변은 일반적으로 플라스틱인 열가소성 수지입니다. 사용 가능한 옵션에는 ABS, 나일론, 폴리카보네이트, PEEK, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, TPU 및 TPE가 있습니다. ABS는 성형이 가능하고 안정적이며, 나일론은 유연하고 강하며, 폴리카보네이트는 충격에 강한 소재입니다. TPU와 TPE는 부드럽고 고무 같은 소재로 씰이나 그립으로 사용됩니다.

재료 호환성

플라스틱과 금속은 변형이나 변형을 없애기 위해 서로 비례하여 성장해야 합니다. 플라스틱은 분리되지 않도록 인서트에 접착제로 접착해야 합니다. 플라스틱 인서트에서 오버몰드 재료는 접착제를 사용하여 강도를 확보해야 합니다.

재료 선택 팁

하중, 온도, 화학물질, 부품 설계 노출을 고려하세요. 금속 인서트는 내구성이 뛰어나고 플라스틱 인서트는 가벼우며 세라믹은 극한의 조건을 견딜 수 있어야 합니다. 오버몰드 소재는 모든 기능적 요구 사항을 충족할 수 있어야 합니다. 

비용 분석

플라스틱을 삽입하면 단일 부품을 부착하는 데 사용되었던 비용을 절약할 수 있습니다. 조립 단계가 줄어든다는 것은 노동자의 수가 줄어들고 생산 속도가 빨라진다는 것을 의미합니다.

몰딩 및 툴링의 초기 비용이 더 높습니다. 특정 위치에 인서트 세트가 있는 멀티플렉스 몰드는 더 비쌉니다. 그러나 생산량이 많으면 단가가 낮아집니다.

소재 선택도 비용의 한 요소입니다. 플라스틱 인서트는 금속 인서트보다 저렴합니다. PEEK는 ABS나 폴리프로필렌 등 널리 사용되는 플라스틱에 비해 가격이 비싼 고성능 플라스틱입니다.

전반적으로 인서트 몰딩의 가격은 중대형 생산량에서 최소화됩니다. 조립 시간을 절약하고 부품의 품질을 개선하며 장기적인 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

인서트 몰딩의 문제점

인서트 몰딩의 높은 효율성에도 불구하고 문제도 있습니다:

열팽창: 금속과 플라스틱에는 속도 차이가 있으므로 뒤틀림이 발생합니다.

이동 삽입: 인서트는 단단히 고정되지 않으면 이미 사출 과정에서 움직일 수 있습니다.

소재 호환성: 모든 플라스틱이 모든 금속과 호환되는 것은 아닙니다.

소형 금형 툴링 및 설정 비용: 금형 툴링 및 설정은 소량 생산 시 비용이 많이 들 수 있습니다.

이러한 문제는 설계, 금형 준비 및 공정 제어를 통해 최소한으로 줄일 수 있습니다.

인서트 몰딩의 미래

인서트 몰딩은 개발 단계에 있습니다. 효율성을 높이기 위해 신소재, 개선된 기계, 자동화가 사용되고 있으며 3D 프린팅과 하이브리드 제조 공정도 기회가 되고 있습니다. 부품의 필요성에 따라 가볍고 튼튼하며 정밀한 부품을 생산할 수 있는 인서트 몰딩은 중요한 생산 공정이 될 것입니다.

Sincere Tech 지원의 경우

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결론

몰딩 삽입 는 유연하고 효과적인 생산 공정입니다. 이를 통해 디자이너는 금속과 플라스틱이 결합된 강력한 단일 부품을 사용할 수 있습니다. 지난 수년간 산업계에서 인서트 몰딩이 널리 사용된 것은 파워, 정밀도, 저렴한 비용 등의 장점 덕분입니다. 그러나 재료 및 자동화의 발전과 함께 더욱 자신감을 얻고 있습니다. 인서트 몰딩을 통한 제조의 솔루션은 현대 제조의 맥락에서 시간 절약, 비용 절감, 고품질 제품 생산입니다.