얇은 벽 사출 성형이란 무엇입니까?

얇은 벽이란 무엇입니까? 간단히 말해서 벽 두께가 1mm 미만인 경우 얇은 벽이라고 합니다. 보다 포괄적으로, 얇은 벽의 정의는 프로세스/벽 두께 비율, 플라스틱의 점도 및 열 전달 계수와 관련이 있습니다. 금형의 메인 채널에서 완제품의 가장 먼 지점까지의 공정 L을 완제품의 벽 두께 t로 나눈 값을 공정/벽 두께 비율이라고 합니다. L/t>150일 때 얇은 벽이라고 합니다. 공정의 두께가 일정하지 않은 경우 단면으로 계산할 수 있습니다. 흐름/벽 두께 비율 PP의 점도 계수는 1입니다. 일회용 도시락의 유량은 135mm, 벽 두께는 0.45mm, 유량/벽 두께 비율=300입니다. PC의 점도계수는 2입니다. 휴대폰 배터리 케이스의 공정 흐름은 38mm, t=0.25mm, 공정/벽 두께 비율=152입니다. 점도계수를 곱하면 304로 도시락과 비슷한 수준이다. 일반적으로 플라스틱은 열전도율이 좋지 않습니다. 방열효과를 높이거나 전자파 호환성을 확보하기 위해 열전도율이 높은 플라스틱을 사용하는 경우도 있습니다. 금속 분말은 열전도율도 매우 높습니다. 위 공식은 사출 성형 제품의 냉각 시간 공식으로, 여기서 t=벽 두께, Tm=용융 온도, TW=금형 벽 온도, T=탈형 온도, α=소성 열전달 계수입니다. L/t의 정의에는 점도계수와 열전달계수가 포함되어야 합니다. 개선해 볼까요? 먼저 얇은 벽 사출 성형이 필요한 이유를 간략하게 설명해주세요. 플라스틱 원자재 비용은 일반적으로 제품 비용의 50~80%로 큰 부분을 차지합니다. 얇은 벽은 이 비율을 줄이는 데 도움이 됩니다. 휴대폰, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 휴대용 컴퓨터 등 가전제품이 소형화되고 가벼워지면서 관련 플라스틱 부품의 디자인도 점점 얇아지고 있습니다. 얇은 벽은 제품 무게와 크기 감소, 통합 설계 및 조립 촉진, 생산 주기 단축, 재료 절약 및 비용 절감 등의 장점으로 인해 플라스틱 소비재 산업이 추구하는 목표가 되었으며, 플라스틱 산업에서 새로운 연구 핫스팟이 되었습니다. 플라스틱 성형 산업. 벽이 얇은 제품을 가공하는 설계 아이디어와 방법은 더욱 복잡하며 성형 제한 및 재료 선택에 의해 더욱 영향을 받습니다. 박육제품은 충격강도가 높고, 외관품질과 치수안정성이 양호해야 하며, 큰 정하중을 견딜 수 있어야 하고, 성형재료의 유동성이 좋아야 합니다. 설계 과정에서는 제품의 강성, 내충격성, 제조 가능성을 고려하는 데 중점을 두어야 합니다. 벽이 얇은 제품을 성형할 때는 일반적으로 벽이 얇은 제품을 위해 특별히 설계된 금형이 필요합니다. 기존 제품의 표준화된 금형과 비교하여 벽이 얇은 제품의 금형은 금형 구조, 주입 시스템, 냉각 시스템, 배기 시스템 및 탈형 시스템에서 큰 변화를 겪었습니다. 주로 다음과 같은 측면에서 나타납니다. (1) 금형 구조: 성형 중 높은 압력을 견디려면 벽이 얇은 성형 금형의 강성과 강도가 커야 합니다. 따라서 금형의 이동식 및 고정 템플릿과 지지판은 기존 금형의 템플릿보다 무겁고 일반적으로 두껍습니다. 더 많은 지지 기둥이 있어야 하며, 정확한 위치 지정을 보장하고 굽힘과 휘어짐을 방지하기 위한 우수한 측면 지지를 보장하기 위해 금형에 더 많은 내부 잠금 장치가 있을 수 있습니다. 또한, 고속 사출 속도는 금형 마모를 증가시키므로 금형은 경도가 높은 공구강을 사용해야 하며, 마모가 많고 침식이 심한 부위(예: 게이트)의 경도는 HRC55 이상이어야 합니다. (2) 게이팅 시스템 : 벽이 얇은 제품을 성형할 때, 특히 제품의 두께가 매우 작은 경우에는 큰 게이트를 사용해야 하며 게이트는 벽 두께보다 커야 합니다. 직선형 게이트인 경우 콜드 슬러그 웰을 설치하여 게이트 응력을 줄이고 충전을 지원하며 게이트 제거 시 제품 손상을 줄여야 합니다. 얇은 금형 캐비티를 채우기에 충분한 압력을 보장하려면 러너 시스템의 압력 강하를 최소화해야 합니다. 이러한 이유로 유동 채널 설계는 기존 설계보다 크고 수지 분해를 방지하기 위해 용융물의 체류 시간을 제한해야 합니다. 금형에 여러 개의 캐비티가 있는 경우 게이팅 시스템의 균형 요구 사항은 기존 금형보다 훨씬 높습니다. 벽이 얇은 제품 금형의 게이팅 시스템에 핫 러너 기술과 순차 밸브 게이트(SVG) 기술이라는 두 가지 첨단 기술이 도입되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. (3) 냉각 시스템: 벽이 얇은 제품은 기존의 두꺼운 벽 제품보다 불균일한 열 전달로 인해 발생하는 더 큰 잔류 응력을 견딜 수 없습니다. 제품의 치수안정성을 확보하고, 수축, 변형을 허용범위 내로 제어하기 위해서는 금형의 냉각을 강화하고 균형적인 냉각이 필요합니다. 더 나은 냉각 조치에는 코어 및 캐비티 모듈의 비폐쇄 냉각 라인 사용, 냉각 길이를 늘려 냉각 효과를 향상시킬 수 있으며 필요한 경우 열 전도 속도를 높이기 위해 고전도성 금속 인서트를 추가하는 것이 포함됩니다. (4) 배기 시스템: 얇은 벽 사출 성형 금형은 일반적으로 배기 특성이 좋아야 하며 진공 작업을 수행할 수 있는 것이 가장 좋습니다. 충전 시간이 짧고 사출 속도가 빠르기 때문에 갇힌 가스가 발화되는 것을 방지하려면 금형, 특히 유동 선단 축적 영역을 완전히 배기하는 것이 매우 중요합니다. 가스는 일반적으로 코어, 이젝터 로드, 보강재, 스터드 및 분할 표면을 통해 배출됩니다. 흐름 채널의 끝 부분도 완전히 환기되어야 합니다. 일본의 스미토모(Sumitomo) 사는 소형 제품의 배기 문제를 해결하기 위해 다공성 공구강을 사용하여 소형 인서트를 제작합니다. (5) 이형시스템 : 박벽제품의 벽과 리브는 매우 얇기 때문에 손상되기 매우 쉽고, 두께방향에 따른 수축이 매우 작아 리브 및 기타 작은 구조물의 접착이 용이하다. , 높은 유지 압력으로 인해 수축이 더 빨라집니다. 이젝터 핀과 금형 고착을 방지하려면 얇은 벽 사출 성형에서는 기존 사출 성형보다 더 크고 더 큰 이젝터 핀을 사용해야 합니다. 기존의 사출 성형기는 벽이 얇은 플라스틱 부품의 사출 성형에 사용하기 어렵습니다. 예를 들어, 얇은 벽 사출 성형의 충전 시간은 매우 짧으며 많은 충전 시간이 0.5초 미만입니다. 이렇게 짧은 시간에 속도 곡선이나 컷오프 압력을 따라가는 것은 불가능하므로 고해상도 마이크로프로세서가 필요합니다. 얇은 벽의 사출 성형에서는 사출 성형기를 제어하는 ​​데 사용됩니다. 제품의 전체 사출 성형 과정에서 압력과 속도는 동시에 독립적으로 제어되어야 합니다. 단계에서 압력 유지 단계에서 압력 제어로 전환됩니다. 더 이상 적용되지 않습니다.

이에 기계장비 제조업체와 연구기관이 협력해 특수 사출장비를 개발했다. 예를 들어, 대만 Zhongjing Machinery Co., Ltd.의 VS-100 얇은 벽 사출 성형기, 독일 Dr. Boy Company에서 개발한 Boy 시리즈 사출성형기와 Battenfeld, Arburg, JSW 등 유명 사출성형기 제조업체에서 개발한 특수 사출성형기입니다. 벽이 얇은 사출 성형 재료가 우수한 유동성을 가지려면 흐름 길이가 길어야 합니다. 또한 충격 강도가 높고 열 변형 온도가 높으며 치수 안정성이 좋습니다. 또한 재질의 내열성, 난연성, 기계적 조립성, 외관 품질 등도 함께 검사해야 합니다. 현재 얇은 벽 사출 성형에 널리 사용되는 재료로는 폴리카보네이트(PC), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 및 PC/ABS 하이브리드가 있습니다. 기술 기존 사출 성형의 충전 공정과 냉각 공정은 서로 얽혀 있으며, 폴리머 용융물이 흐르면 ​​용융 선단이 상대적으로 낮은 온도의 코어 표면이나 캐비티 벽을 만나고 표면에 응결 층이 형성됩니다. 응축층에서 앞으로 흐르게 되며, 응축층의 두께는 폴리머의 흐름에 중요한 영향을 미칩니다. 얇은 벽 사출 성형에서 응축층의 특성에 대한 더 깊고 포괄적인 연구가 필요합니다. 따라서 얇은 벽 사출 성형의 수치 시뮬레이션을 위해서는 다음과 같은 측면에서 많은 작업이 수행되어야 합니다. (1) 보다 합리적인 가정과 경계 조건을 제안하기 위해 얇은 벽 사출 성형 이론, 특히 응축층의 특성에 대한 보다 심층적이고 포괄적인 연구를 수행합니다. 위의 분석에서 얇은 벽 사출 성형 공정의 많은 조건이 기존 사출 성형과 매우 다르다는 것을 알 수 있습니다. 시뮬레이션 중에 용융 흐름 수학적 모델의 많은 가정과 경계 조건을 얇은 벽 사출 성형에서 적절하게 조정해야 합니다. (2) 얇은 벽 사출 성형에 추가되는 요소를 결정하고 이러한 요소를 올바르게 고려하십시오. 기존 사출 성형에서는 무시할 수 있는 일부 요인이 얇은 벽 성형의 용융 흐름에 더 큰 영향을 미치는 경우가 많습니다. 예를 들어 벽이 얇은 사출 성형에서는 점도가 압력에 따라 달라지지만 기존 사출 성형에서는 웰드 라인의 강도가 플라스틱 부품, 특히 벽이 얇은 플라스틱 부품의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 웰드 라인의 강도는 온도 및 압력과 밀접한 관련이 있지만 기존 수치 시뮬레이션에서는 재료의 비열, 열 전달 계수 및 압력 손실 등의 영향이 고려되지 않습니다. 기존 상용 수치 시뮬레이션 소프트웨어는 이러한 영향 요인을 무시하므로 얇은 벽 사출 성형의 충진 예측에 불일치가 발생합니다. (3) 진정한 3차원 수치 시뮬레이션을 적용합니다. 기존의 상용 수치 시뮬레이션 소프트웨어는 2차원 요소와 2차원 요소, 반차원 요소를 사용하여 3차원 기하학의 단순화된 모델을 표현하고, 두께 방향의 물리량 변화를 고려하지 않습니다. 3차원 유동 영역, 즉 코너 유동, 두께 변화 영역, 용융 선단 분수 효과는 기존 수치 시뮬레이션 소프트웨어에서는 표현할 수 없지만 얇은 벽 사출 성형에서는 중요한 역할을 합니다. (4) 전체 사출 성형 공정의 시뮬레이션. 현재 시뮬레이션 소프트웨어에는 주로 충진, 흐름, 압력 유지, 냉각, 변형 분석 등의 모듈이 포함되어 있으며, 각 모듈의 개발은 서로의 영향을 무시하고 자체적인 수학적 모델을 기반으로 합니다. 그러나 사출 성형 공정의 관점에서 볼 때 플라스틱 용융물의 충전 흐름, 압력 유지 및 냉각은 서로 얽혀 서로 영향을 미치며 이는 얇은 벽 사출 성형에서 특히 분명합니다. 따라서 금형 충전 흐름, 압력 유지 및 냉각 해석, 변형 모듈이 유기적으로 결합되어야 하며 결합 해석이 실제 사출 성형에 종합적으로 반영될 수 있습니다.

(편집자: 칭화 샤오리)