이 기사에서는 플라스틱 부품의 뒤틀림과 변형을 가장 명확하게 설명합니다! (1)
배경: 변형은 성형 부품의 형상이 금형 캐비티 형상에서 벗어나는 것을 말하며 플라스틱 제품의 일반적인 결함 중 하나입니다. 변형의 원인은 다양하며 공정 매개변수에만 의존하는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 관련 데이터와 실제 경험을 바탕으로 본 논문에서는 사출 성형 부품의 변형에 영향을 미치는 요인을 간략하게 분석합니다.
제품 뒤틀림 분석: 이 섹션에서는 제품 뒤틀림 및 변형의 원인을 탐색 및 연구하고, 다양한 원인을 분석하고 그에 따른 대책을 제안합니다. 기존 분석과 논의를 바탕으로 후속 신규 모델 개발에 참고자료를 제공한다.
New Model Reference : Warpage 분석 및 대책에 대한 이해를 통해 후속 신규 모델 개발에 참고자료를 제공합니다.
플라스틱 제품의 휨 변형 원인 분석
플라스틱 제품의 휨 변형에 영향을 미치는 요인
플라스틱 제품 변형
I. 금형 구조: 1. 게이팅 시스템 2. 냉각 시스템 3. 배출 시스템
II. 성형 단계: 1. 가소화 단계 2. 충전 및 냉각 단계 3. 탈형 단계
III. 제품 수축
IV. 잔류응력
V. 금속 삽입물
핵심요소 1~5를 다음과 같은 순서로 분석할 계획이다.
1. 금형 구조의 요소 1, 2, 3
2. 성형단계의 요인 4, 5
플라스틱 제품의 휨 및 변형 원인에 대한 상세한 분석
◆ 플라스틱 제품의 휨 및 변형에 영향을 미치는 요인에 대한 상세 분석
게이팅 시스템: 사출 금형의 게이트 위치, 형태 및 개수는 금형 캐비티 내 플라스틱 충전 상태에 영향을 미쳐 플라스틱 부품의 변형을 초래합니다.
◆냉각 시스템: 사출 중 냉각 속도가 고르지 않으면 플라스틱 부품이 고르지 않게 수축됩니다. 이러한 수축 차이로 인해 굽힘 모멘트가 발생하여 변형이 발생합니다.
◆배출 시스템: 배출 시스템의 설계는 플라스틱 부품의 변형에 직접적인 영향을 미칩니다.
◆충진 및 냉각 단계: 이 과정에서 온도, 압력 및 속도가 상호 작용하여 플라스틱 부품의 품질과 생산 효율성에 큰 영향을 미칩니다.
◆탈형 단계: 불균일한 탈형 힘, 불안정한 배출 메커니즘 움직임 또는 부적절한 배출 영역은 제품 변형을 쉽게 일으킬 수 있습니다.
플라스틱 제품의 휨 및 변형 원인에 대한 상세한 분석
뒤틀림과 변형의 원인을 분석하면서 우리는 필연적으로 다음과 같은 질문을 던집니다.
금형의 게이트 위치, 유형 및 수가 제품 변형에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?
플라스틱 부품의 냉각 속도로 인해 제품 변형이 발생하는 이유는 무엇입니까? 냉각이 우리의 요구 사항을 충족하는지 어떻게 확인할 수 있습니까?
배출 시스템의 설계가 변형 정도에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 이 효과를 최소화하는 디자인은 무엇입니까?
사출 온도, 압력 및 속도가 변형 정도에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 이 세 가지 요소 사이에서 어떻게 균형을 이룰 수 있습니까?
탈형력, 배출 메커니즘 및 배출 영역이 변형에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 원하는 결과를 어떻게 얻을 수 있습니까?
다른 요인들이 제품 뒤틀림과 변형에 어떤 영향을 미치나요?
플라스틱 흐름 분석
게이팅 시스템
사출 성형 중 금형 캐비티 내 용융 플라스틱의 흐름은 금형 캐비티 벽의 온도가 일반적으로 플라스틱의 녹는점보다 낮다는 사실에 의해 영향을 받습니다. 따라서 용융물은 금형 캐비티에 들어가는 순간부터 냉각되기 시작합니다. 금형 벽과 접촉하는 용융물 층은 고정된 외부 쉘(동결 층)을 형성하는 반면, 내부는 따뜻한 용융물(유동 층)로 유지됩니다.
플라스틱의 성형 수축률은 흐름 방향에 따라 다릅니다. 흐름 방향의 수축률은 흐름 방향에 수직인 수축률보다 훨씬 큽니다(수축률 이방성).
빨간색은 용융된 플라스틱을 나타내고 파란색은 응고된 층을 나타내며 빨간색 화살표는 열 전달 방향을 나타냅니다.
유동 거리가 길수록 고화층과 중심 유동층 사이의 유동 및 수축 보상으로 인해 발생하는 내부 응력이 커집니다. 반대로, 유동 거리가 짧을수록 게이트에서 부품 끝까지의 유동 시간이 짧아져 금형 충진 시 고화층이 얇아지고 내부 응력이 감소하며 변형이 크게 줄어듭니다.
플라스틱 흐름 분석
B77 MID FRAME을 예로 들면 그림 A와 같이 첫 번째 버전의 설계에는 게이트 위치와 개수가 포함되었습니다. 유동 길이가 길고 구조가 취약하여 시험 성형 후 장변에 과도한 변형이 발견되어 고객 요구 사항을 충족하지 못했습니다. 수정 후 그림 B와 같이 게이트 수와 위치를 조정하여 변형 문제를 효과적으로 개선했습니다.
1, 2, 3, 4번 게이트는 다른 게이트보다 길어요.
게이트를 2개 더 추가하면 흐름 길이의 균형이 더 잘 맞습니다.
사출 온도, 압력 및 속도 분석: 플라스틱 흐름에 대한 이전 분석을 바탕으로 우리는 압력이 재료 충진, 수축 및 응력 변형에 상당한 영향을 미친다는 것을 알고 있습니다. 그렇다면 사출압력은 어느 정도가 적절한가?
다이어그램에 표시된 것처럼 금형 캐비티 입구의 압력이 높을수록 압력 구배(유동 길이 단위당 압력 강하)가 높아집니다. 이는 용융 흐름 길이를 증가시켜 동일한 압력 구배를 유지하고 폴리머 용융 속도를 유지하기 위해 입구 압력을 증가시켜야 합니다.
다이어그램: 압력 및 용융 공급 시스템과 금형 캐비티 간의 관계
이 기사에서는 플라스틱 부품의 뒤틀림과 변형을 가장 명확하게 설명합니다! (1)
배경: 변형은 성형 부품의 형상이 금형 캐비티 형상에서 벗어나는 것을 말하며 플라스틱 제품의 일반적인 결함 중 하나입니다. 변형의 원인은 다양하며 공정 매개변수에만 의존하는 것만으로는 충분하지 않은 경우가 많습니다. 관련 데이터와 실제 경험을 바탕으로 본 논문에서는 사출 성형 부품의 변형에 영향을 미치는 요인을 간략하게 분석합니다.
제품 뒤틀림 분석: 이 섹션에서는 제품 뒤틀림 및 변형의 원인을 탐색 및 연구하고, 다양한 원인을 분석하고 그에 따른 대책을 제안합니다. 기존 분석과 논의를 바탕으로 후속 신규 모델 개발에 참고자료를 제공한다.
New Model Reference : Warpage 분석 및 대책에 대한 이해를 통해 후속 신규 모델 개발에 참고자료를 제공합니다.
플라스틱 제품의 휨 변형 원인 분석
플라스틱 제품의 휨 변형에 영향을 미치는 요인
플라스틱 제품 변형
I. 금형 구조: 1. 게이팅 시스템 2. 냉각 시스템 3. 배출 시스템
II. 성형 단계: 1. 가소화 단계 2. 충전 및 냉각 단계 3. 탈형 단계
III. 제품 수축
IV. 잔류응력
V. 금속 삽입물
핵심요소 1~5를 다음과 같은 순서로 분석할 계획이다.
1. 금형 구조의 요소 1, 2, 3
2. 성형단계의 요인 4, 5
플라스틱 제품의 휨 및 변형 원인에 대한 상세한 분석
◆ 플라스틱 제품의 휨 및 변형에 영향을 미치는 요인에 대한 상세 분석
게이팅 시스템: 사출 금형의 게이트 위치, 형태 및 개수는 금형 캐비티 내 플라스틱 충전 상태에 영향을 미쳐 플라스틱 부품의 변형을 초래합니다.
◆냉각 시스템: 사출 중 냉각 속도가 고르지 않으면 플라스틱 부품이 고르지 않게 수축됩니다. 이러한 수축 차이로 인해 굽힘 모멘트가 발생하여 변형이 발생합니다.
◆배출 시스템: 배출 시스템의 설계는 플라스틱 부품의 변형에 직접적인 영향을 미칩니다.
◆충진 및 냉각 단계: 이 과정에서 온도, 압력 및 속도가 상호 작용하여 플라스틱 부품의 품질과 생산 효율성에 큰 영향을 미칩니다.
◆탈형 단계: 불균일한 탈형 힘, 불안정한 배출 메커니즘 움직임 또는 부적절한 배출 영역은 제품 변형을 쉽게 일으킬 수 있습니다.
플라스틱 제품의 휨 및 변형 원인에 대한 상세한 분석
뒤틀림과 변형의 원인을 분석하면서 우리는 필연적으로 다음과 같은 질문을 던집니다.
금형의 게이트 위치, 유형 및 수가 제품 변형에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까?
플라스틱 부품의 냉각 속도로 인해 제품 변형이 발생하는 이유는 무엇입니까? 냉각이 우리의 요구 사항을 충족하는지 어떻게 확인할 수 있습니까?
배출 시스템의 설계가 변형 정도에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 이 효과를 최소화하는 디자인은 무엇입니까?
사출 온도, 압력 및 속도가 변형 정도에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 이 세 가지 요소 사이에서 어떻게 균형을 이룰 수 있습니까?
탈형력, 배출 메커니즘 및 배출 영역이 변형에 영향을 미치는 이유는 무엇입니까? 원하는 결과를 어떻게 얻을 수 있습니까?
다른 요인들이 제품 뒤틀림과 변형에 어떤 영향을 미치나요?
플라스틱 흐름 분석
게이팅 시스템
사출 성형 중 금형 캐비티 내 용융 플라스틱의 흐름은 금형 캐비티 벽의 온도가 일반적으로 플라스틱의 녹는점보다 낮다는 사실에 의해 영향을 받습니다. 따라서 용융물은 금형 캐비티에 들어가는 순간부터 냉각되기 시작합니다. 금형 벽과 접촉하는 용융물 층은 고정된 외부 쉘(동결 층)을 형성하는 반면, 내부는 따뜻한 용융물(유동 층)로 유지됩니다.
플라스틱의 성형 수축률은 흐름 방향에 따라 다릅니다. 흐름 방향의 수축률은 흐름 방향에 수직인 수축률보다 훨씬 큽니다(수축률 이방성).
빨간색은 용융된 플라스틱을 나타내고 파란색은 응고된 층을 나타내며 빨간색 화살표는 열 전달 방향을 나타냅니다.
유동 거리가 길수록 고화층과 중심 유동층 사이의 유동 및 수축 보상으로 인해 발생하는 내부 응력이 커집니다. 반대로, 유동 거리가 짧을수록 게이트에서 부품 끝까지의 유동 시간이 짧아져 금형 충진 시 고화층이 얇아지고 내부 응력이 감소하며 변형이 크게 줄어듭니다.
플라스틱 흐름 분석
B77 MID FRAME을 예로 들면 그림 A와 같이 첫 번째 버전의 설계에는 게이트 위치와 개수가 포함되었습니다. 유동 길이가 길고 구조가 취약하여 시험 성형 후 장변에 과도한 변형이 발견되어 고객 요구 사항을 충족하지 못했습니다. 수정 후 그림 B와 같이 게이트 수와 위치를 조정하여 변형 문제를 효과적으로 개선했습니다.
1, 2, 3, 4번 게이트는 다른 게이트보다 길어요.
게이트를 2개 더 추가하면 흐름 길이의 균형이 더 잘 맞습니다.
사출 온도, 압력 및 속도 분석: 플라스틱 흐름에 대한 이전 분석을 바탕으로 우리는 압력이 재료 충진, 수축 및 응력 변형에 상당한 영향을 미친다는 것을 알고 있습니다. 그렇다면 사출압력은 어느 정도가 적절한가?
다이어그램에 표시된 것처럼 금형 캐비티 입구의 압력이 높을수록 압력 구배(유동 길이 단위당 압력 강하)가 높아집니다. 이는 용융 흐름 길이를 증가시켜 동일한 압력 구배를 유지하고 폴리머 용융 속도를 유지하기 위해 입구 압력을 증가시켜야 합니다.
다이어그램: 압력 및 용융 공급 시스템과 금형 캐비티 간의 관계
