가스 보조 사출 성형

가스 보조 사출 성형이란?

가스 보조 사출 성형 은 용융된 플라스틱과 함께 질소 가스를 주입하여 속이 빈 부분을 가진 부품을 만드는 제조 공정입니다. 주요 목표는 플라스틱 흐름 및 수축과 같은 기존 사출 성형의 일반적인 문제를 해결하는 것입니다. 다양한 범주의 가스 보조 응용 분야가 존재하지만, 중공 부품 생산에 이 공정을 적용하는 것은 논리적인 선택입니다. 75%의 놀라운 중량 감소를 달성할 수 있는 블로우 성형만큼 대구경에는 효과적이지 않을 수 있지만, 가스 어시스트는 중공 영역에서 30~40%의 상당한 중량 감소를 제공할 수 있습니다.

가스 어시스트는 사출 성형의 디테일이 블로우 성형의 기능을 능가하는 응용 분야에서 특히 유용합니다. 중공 부품의 주요 장점은 중공 부품을 평평한 부품과 통합하거나 사출 성형으로 구현할 수 있는 것과 유사한 디테일을 통합할 수 있다는 점입니다.

가스 보조 사출 성형의 장점

가스 보조 사출 성형은 벽이 얇은 구조 부품에 적용될 때 진정한 잠재력을 발휘하여 설계자에게 일반적으로 두꺼운 벽과 관련된 강도와 얇은 벽의 비용 효율성을 결합한 부품을 만들 수 있는 기능을 제공합니다. 숏샷 기술을 사용하면 가스 흐름을 사용하여 대형 리브를 코어링하여 성형 제품 내에 중공 튜브를 형성함으로써 중량 대비 강도가 매우 뛰어난 제품을 만들 수 있습니다. 강성을 위해 긴 리브에 의존하는 부품에 비해 이 기술을 사용하면 강성이 25~40%까지 크게 향상될 수 있습니다.

설계 및 공정에서 중요한 과제는 리브 패턴 내에서 기포를 억제하는 것입니다. 최적화된 설계는 기포가 벽면을 관통할 수 있는 오차 범위(핑거링 현상)를 제거해야 합니다. 벽이 두꺼운 구조 부품은 구조용 폼 구성 요소에 비유할 수 있는데, 여기서 폼은 중공 섹션의 상호 연결된 웹으로 대체됩니다. 구조용 폼 강도의 기본 개념은 주로 견고한 스킨에 있습니다. 가스 어시스트는 분사제를 없애고 가스의 폭발로 쇼트 샷을 완성하여 스월을 제거합니다. 이 개념에서 가스 웹은 폼과 유사한 내부 쿠션 역할을 합니다.

폼이 달성하는 것보다 더 큰 밀도 감소를 달성하는 것은 어려운 일이며, 구조적 관점에서 벽 설계는 최악의 웹 시나리오를 수용해야 합니다. 구조용 폼은 물리적 특성이 더 균일한 경향이 있습니다. 가스 어시스트 부품은 대형 리브에서 강성을 얻지만, 벽 두께가 증가하면 벽이 얇은 가스 어시스트와 관련된 고유한 경량 및 비용 이점이 감소합니다. 기존 금형 제약이나 인체공학적 고려 사항으로 인해 더 두꺼운 벽이 필요한 경우 두꺼운 벽의 가스 어시스트가 합리적인 선택이 될 수 있습니다.

풀샷 사출 성형은 기존의 플라스틱 쿠션 대신 가스 쿠션을 통합하여 이점을 얻을 수 있습니다. 이 방식에서는 수지가 완전히 주입된 후에 가스를 주입하여 이후 수지의 수축을 보정하는 역할을 합니다. 이 가스 주입은 성형품 내의 지정된 두꺼운 부분이나 문제가 있는 영역에 정확하게 주입되는 경우가 많습니다.

용융 수지에 가스를 주입하면 가스는 즉시 저항이 가장 적은 경로를 찾습니다. 기체는 자연스럽게 부품의 가장 두꺼운 부분을 향해 중력을 받으며 코너를 쉽게 통과하는데, 이를 레이스 트래킹이라고 합니다. 기포는 프로파일링을 거치면서 일정한 구간을 유지하며 흐르게 됩니다. 특히 기포는 더 큰 직경으로 시작하여 흐름의 끝으로 갈수록 점차 크기가 줄어듭니다.

가스 보조 사출 성형 공정

가스 보조 사출 성형 공정은 숏샷 성형의 다섯 가지 주요 단계를 통해 설명할 수 있습니다. 그림 2.16a에서는 용융된 플라스틱을 고압으로 밀폐된 금형에 주입합니다. 그림 2.16b로 이동하면 가스 사출 공정이 시작되어 가스와 용융 플라스틱이 금형 캐비티로 동시에 유입됩니다. 그림 2.16c로 전환하면 플라스틱 주입이 중단되고 가스가 캐비티로 계속 흐르게 됩니다. 가스는 플라스틱을 효과적으로 추진하여 캐비티 충전 공정을 완료합니다. 가스는 자연스럽게 가장 높은 온도와 가장 낮은 압력을 가진 영역으로 몰리게 됩니다.

그림 2.16d를 보면 캐비티가 완전히 채워지면 가스가 힘을 유지하여 플라스틱을 금형의 냉각기 표면에 밀어 넣습니다. 이 작업은 냉각 사이클 기간을 크게 줄이고 싱크 마크의 발생을 완화하며 치수 재현성을 향상시킵니다. 마지막으로 그림 2.16e에서는 플라스틱 부품이 충분히 냉각되어 모양을 유지합니다. 가스 노즐이 수축되어 갇혀 있던 가스가 방출되어 완성된 부품을 배출할 수 있습니다.

다양한 구조용 플라스틱 공정 중에서도 가스 어시스트는 성형 공정에 대한 설계자의 통찰력을 활용할 수 있는 잠재력이 가장 큰 공정으로 손꼽힙니다. 설계자는 금형 설계자이자 공정 엔지니어로서 플라스틱과 질소의 흐름을 제어하는 이중 역할을 수행합니다. 이러한 통합 접근 방식은 정밀도와 효율성을 향상시킵니다. 가스 보조 사출 성형 프로세스.

리브는 설계 내에서 가스 통로를 정의하는 데 중요한 역할을 합니다. 본질적으로 저항이 가장 적은 경로를 따르는 가스는 부피가 크고 압력이 낮기 때문에 부품에서 더 두꺼운 영역으로 이동하는 경향이 있습니다. 이 특성은 기포를 이러한 영역으로 끌어당깁니다. 이러한 두꺼운 영역을 효과적으로 설정하려면 벽 두께와 관련된 종횡비를 고려해야 합니다.

본질적으로 이러한 두꺼운 영역은 중앙 집중식 가스 주입 지점에 연결되는 매니폴드 또는 가스 통로로 발전합니다. 이러한 가스 통로는 벽면 두께의 3~6배 범위의 종횡비를 유지하는 것이 좋습니다. 종횡비가 낮으면 비효율적이며 핑거링과 같은 원치 않는 현상이 발생할 수 있고, 종횡비가 높으면 가스 돌파에 대한 민감도가 높아집니다. 가스 돌파는 충전 공정 중에 가스 스트림이 레진 흐름 전면보다 앞서 진행될 때 발생합니다. 최적의 종횡비를 달성하는 것은 가스 보조 사출 성형 공정의 효율성과 신뢰성을 보장하는 데 있어 핵심입니다.

가스 통로는 가스 러너 리브 내에 수용되며, 리브와 유사한 벽 두께의 의도적인 변화는 돌출부로 간주됩니다. 가스 통로가 부품의 끝 부분까지 확장되는 것이 필수적입니다. 가스 통로의 기본 형상은 대형 보강 리브로 구성됩니다. 리브에 대한 다양한 설계가 가능하며, 더 깊은 리브를 위한 실용적인 솔루션은 적절한 종횡비를 유지하면서 기존 리브를 가스 통로 리브에 쌓는 것입니다. 이렇게 하면 리브 전체에 적절한 두께를 달성하여 일반적으로 깊은 리브 드래프트 문제로 알려진 상단부가 너무 얇고 하단부가 너무 두꺼운 문제를 방지하는 문제를 해결할 수 있습니다.

위 그림은 리브 디자인의 여러 가지 변형을 보여줌으로써 이 접근 방식의 적응성을 보여줍니다. 성공적인 제품 개발의 중추적인 측면은 성형 부품의 잠재력을 극대화하는 데 있습니다. 특히 가스 보조 사출 성형에서는 부품 설계가 우선시됩니다. 리브 패턴은 저항이 가장 적은 경로로 나타나 플라스틱(충전 중)과 가스 모두의 통로 역할을 합니다. 컴퓨터화된 금형 충진 시뮬레이션은 리브 배치를 개선하여 공정을 간소화합니다.

나머지 부품 설계는 정확한 컴퓨터 모델을 쉽게 생성할 수 있도록 균일한 벽면을 유지하는 데 중점을 두고 기존 관행을 밀접하게 준수합니다. 모든 가스 보조 프로그램의 성공 여부는 궁극적으로 부품 설계자의 통제하에 있습니다. 확립된 설계 원칙을 준수하면 불필요한 변수를 제거하여 세심하고 전략적인 접근 방식의 중요성을 강조할 수 있습니다.

가스 버블을 최적으로 제어하는 것은 스필오버 또는 오버플로 캐비티를 사용하여 달성할 수 있습니다. 여분의 플라스틱을 제거하려면 유입되는 가스의 양을 대체해야 하며, 이는 가스 보조 사출 성형의 고급 단계에 해당합니다. 이 향상된 공정은 다양한 가스 보조 장비 공급업체로부터 라이선스를 취득할 수 있습니다. 주목할 만한 장점으로는 주입되는 가스의 양을 정밀하게 조절하여 가스 통과 프로파일을 세심하게 제어할 수 있다는 점이 있습니다. 초기 금형 충진에는 전체 플라스틱 샷이 포함되므로 숏 샷에 비해 제어가 훨씬 용이합니다.

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