사출 성형 Cylinder 금형

Content 1. 사출성형의 개요 2. 사출기의 구조 3. 사출기의 종류 4. 사출 성형의 공정

사출성형의 개요 사출성형이란 플라스틱 소재를 이용하여 열을 가하여 녹인 용융된 재료가 정해진 틀로 주입되어 일정한 시간을 거치면서 원하는 형상의 제품을 얻는 생산방식 - 고 부가가치의 상품개발에 있어 원하는 형상을 쉽게 형상화 하는 과정에서 타 재료에 비해 플라스틱을 이용한 사출성형방식이 절대적으로 유리 - 대량생산 유리함 사출성형을 하기 전에 확인 사항 ① 성형품에 사용되는 수지의 기본특성 ② 대상 금형의 구조와 특성 ③ 성형기의 특성

2.사출기의 구조 ①형체실린더 ②형체크링크 ③타이바 ④이동측 플레이트 ⑤금형 ⑥고정측 플레이트 ①형체실린더  ②형체크링크  ③타이바  ④이동측 플레이트  ⑤금형 ⑥고정측 플레이트    ⑦노즐 및 헤드  ⑧실린더  ⑨스크류  ⑩호퍼 ⑪전기장치  ⑫유압장치

2-1. 형체 기구 1) Die Plate ; 금형을 취부하는 플레이트이며, 사출측의 고정반과 가동반(이동다이)을 말한다.      1) Die Plate ; 금형을 취부하는 플레이트이며, 사출측의 고정반과 가동반(이동다이)을 말한다.     2) Tie-Bar ; 클램프(Clamp Shafte)라고도 하며,형체시의 형체력을 지탱하는 축이다.     3) 형체 실린더, 형체 크링크 ; 금형을 개폐하여, 형체력을 발생시키는 유압실린더로, 직압식에서는 피스톤이 가동반에 연결되어 있지만, 토글식일 때는 가동반과의 사이에 링크 기구가  조립되어 힘이 확대되는 구조로 되어있다.   4) 형후 조정장치 ; 고정반과 가동반의 간격(금형의 두께)을 조정할 때 사용되는 장치.    5) 에젝터 ; 형개 공정시 금형에서 고화된 성형품을 취출하는 장치.    6) 안전문 ; 작업자가 손 등을 금형에 넣지 못하도록 보호하는 문이고 이것이 열려있을 동안은  형체결이 되지 않게 되어 있다.

2-2. 사출 기구 1) 호퍼 가열실린더에 공급하는 플라스틱 수지의 저장 용기이며, 호퍼의 출구에는 슬라이더식의      1) 호퍼    가열실린더에 공급하는 플라스틱 수지의 저장 용기이며, 호퍼의 출구에는 슬라이더식의 샷타가 달려있다. 수지를 건조 시킬 수 있는 드라이어가 같이 설치된 것이 일반적이다.     2) 가열실린더    플라스틱 수지를 가소화 하는 부분에 실린더 내에 스크류가 내장되어 있다. 외부에 감긴 히터로 가열되고, 가소화 하면서 계량을 하고, 스크류의 전진에 의하여 사출된다.     3) 노즐    가열 실린더의 선단에 취부 되었고, 금형의 SPRUE-BUSH에 밀착하여 용융수지를 금형에 흘려 보내는 역할을 한다.     4) 사출 실린더    스크류를 전진 시키는 장치이며, 유압모터나 전동기와 감속장치로 되어있다.    유압 모터일 때 감속장치가 없는 것도 있다.

2-3. 유압 구동 제어부 형체기구나 사출기구의 기계적 작동은 유압 실린더에 의하여야 하지만 그 실린더에 압력유를       형체기구나 사출기구의 기계적 작동은 유압 실린더에 의하여야 하지만 그 실린더에 압력유를 공급하는 장치이다.   유압펌프, 압력 제어 변, 유량 제어 변, 방향 제어 변, 스트레이너, 쿨러, 오일탱크, 배관 등과 출력 장치인 실린더, 유압모터 등으로 구성된다.      1) 온도 제어부    가열 실린더나 노즐 온도를 검출하여, 히터에의 전기를 제어하여 설정온도를 유지하는 역할을 한다. 자동온도 조정계나 열전대가 사용된다.    2) 동력 제어부    전동기나 히터에 동력을 공급하는 부분이고, 마그네트 콘넥터, 휴즈 브레커 등으로 구성.

2-4. 직압식과 터글식의 비교        직압식과 터글식의 구분은 사출 성형기의 형체부(금형을 고정시켜 형개, 형폐 시키는 부위)가 실린더형이면 직압식, X자형이면 터글식으로 구분된다.

3.사출기의 종류 3-1. 범용 성형기 3-2. 수직형 성형기 표준 성형기로 가장 많이 보급된 성형기이다. 1) 고속성형이 가능하며, 조작이 편리하다. 2) 금형교환 및 성형품의 취출이 용이하다. 3) 보수 및 점검이 편하다. 4) 성형재료의 공급이 용이하다. 3-2. 수직형 성형기 형체부와 노즐부가 모두 수직으로 구성된 성형기로 일반적으로 형체부 위에 노즐부가 배치됨. 1) 기계의 설치면적을 작게 차지함. 2) Insert 사출 시에 작업이 쉽고 안정되어 있다. 3) 노즐부의 위치로 인해 수지의 흐름이 균일하다.

3-3. 복합형 성형기 복합형 사출기란 형체부가 수직으로 구성되고 또 노즐부가 횡형으로 구성된 사출 성형기 3-3. 복합형 성형기 복합형 사출기란 형체부가 수직으로 구성되고 또 노즐부가 횡형으로 구성된 사출 성형기 1)　설치면적이 적다 2)　인서트 성형 시 인서트 부품의 삽입이 쉽고 안정된다. 3)　고속 성형이 가능하며, 조작이 편리하다 4)　보수, 점검이 편하다. 5)　성형재료의 공급이 편리하다. 3-4. 2색 성형기 2색 성형기는 기계의 명칭대로 2가지색의 성형품을 만드는 것입니다. 그림과 같이 범용 성형기와 같은 형상을 하고 있으나 노즐부를 살펴보면 ２개의 실린더로　구성이 된 것을 알 수가 있습니다．실린더의 배치에 따라 (ㄴ)자형으로 배치한 것과 상하로 배치한 것들도 있습니다. 그림과 같은 구조의 2색 성형 기는 금형이 회전을 하여 ２회 사출로서 성형품이 완성되는　방식입니다

3-5. 로터리 성형기 3-6. 기타 냉각시간이 긴 제품의 성형 시에 사이클 시간이 길어져 생산성이 악화 됩니다. 그래서 2개의 금형을 준비하여 회전 원반상에 배치하여 차례로 사출을 하여 회전 원반이 1회전할 시간과 성형 사이클 시간을 맞추도록 한 것이 로터리 성형기입니다． 금형이 회전하는 방식과 실린더가 회전하는 방식 2가지가 있습니다． 3-6. 기타 그 외 유압 작동유를 사용하지 않고 전기모터에 의해 구동되는 전기 서보 모터 구동식성형기, 2가지색상을 섞어서 성형하는 혼색 성형기, Blow 성형기 등이 있습니다．

4.사출성형의 공정 및 용어 사출성형의 전체적인 공정의 흐름은 형체 - 노즐전진 - 사출 - 계량 및 냉각 - 노즐후퇴 - 형개 - 취출   의 순서로 이루어집니다

4-1. 형체, 형개 사출을 하기위해 열린 금형을 닫고(형체) 또 취출을 위해 금형을 여는 공정(형개)으로 사출 시 높은 사출 압력에 의해 금형이 밀리지 않게 지탱하여 줍니다. 형체력이 약하면 사출 시 압력에 의해 금형에 틈이 생기고 그로 인해 burr 불량이 발생하게 됩니다. 형체력을 구하는 공식은 　 F(ton) = A(㎠) x P(Kg/㎠) x 10-3입니다. F=형체력 A=성형품의 투영면적 P=금형내의 압력   4-2. 노즐전진 및 후퇴 노즐이 금형에 계속 터치가 되어있으면 금형의 낮은 온도에 의해 노즐부에 있던 수지가 굳는 것을 방지하기 위해 자동왕복 설정을 해두는데 사출 시에는 노즐이 전진하고 또 계량이 끝나면 설정치 만큼 후퇴를 하는 공정입니다. 자동왕복을 하는 또 한가지 이유는 노즐부의 수지가 금형의 Sprue 부분에 삽입되는 것을 방지하기 위해서 이기도 합니다. 자동왕복의 단점으로는 노즐과 금형의 Locate Ring부분이 계속 부딪치게 됨으로 노즐과 Locate Ring의 마모가 문제가 되는데 가능하면 Suck-Back과 적정 온도설정으로 노즐 고정방식을 권합니다．

4-5. 취출 형개 후 이동측 금형에 성형 된 제품을 Ejector Pin의 힘으로 취출하는 공정(에젝팅)입니다. 4-3. 사출 실린더내의 스크류가 전진하면서 용융된 수지를 적정압력과 속도로 금형 내에 삽입하는 공정입니다. 유효사출압력을 산출하는 공식이 있으나 너무 추상적으로 현실감이 전혀 없음으로 여기서는 기술하지 않겠습니다．   4-4. 계량 및 냉각 사출공정이 끝나면 다음 사출에 필요로 하는 재료를 용융 시키는 동작을 계량이라고 하며, 가소화 동작이라고도 합니다. 스크류가 후퇴를 하며 계량을 시작하는데 이 동작에서 배압이 적용되어 재료에서 발생되는 gas가 호퍼 드라이어를 통하여 빠져나갑니다. 계량과 냉각은 동시에 이루어지며, 계량보다 냉각시간이 더 긴 것이 일반적입니다． 4-5. 취출 형개 후 이동측 금형에 성형 된 제품을 Ejector Pin의 힘으로 취출하는 공정(에젝팅)입니다. 취출방법으로는 취출로봇을 이용하거나 사람의 손으로 직접취출, 또는 자동낙하를 이용하는 방법이 있습니다. 통상 반자동 성형 시에는 사람의 손으로 취출을 하게 되고 전자동 공정 시에는 자동낙하 및 취출 로봇을 사용하는 것이 일반적이며, 생산성향상을 위해서는 자동낙하 및 취출로봇을 이용하는 것이 바람직 합니다.

4-7. Ejector stroke & Ejector력 4-6. 형개 거리      고정반과 이동반의 개폐거리로서 일반적으로 성형품을 금형의 Core로부터 취출하기 위한 필요거리로 금형두께와 형개 stroke의 최대치 검토 시 필요합니다       관계식 : S (mm) = H (mm) Χ (2.2~2.5)    *S : 형개 거리     *H : 성형품 높이   4-7. Ejector stroke & Ejector력        성형품을 금형으로부터 취출하기 위한 필요 거리 및 힘을 말합니다        통상 Ejector Storke는 금형의 형상과 성형품에 따라 결정합니다 4-8. Tie-Bar Space       성형기에 장착할 수 있는 금형의 최대크기를 결정할 때 필요한 지수입니다 4-9. 금형의 최대 & 최소 높이       금형의 높이를 최대 또는 최소 체결 가능할수 있는 거리를 말합니다

4-10. 이론사출용량 4-11. 사출압력 4-12. 사출률 4-13. 가소화 능력      Screw가 최대 후퇴하여 사출전진 완료 시 까지의 최대 사출용적을 말합니다   4-11. 사출압력      Screw 선단부에 발생하는 최대 압력을 말합니다 4-12. 사출률      1sec 간에 노즐로부터 사출되는 최대 사출용적을 말합니다 4-13. 가소화 능력      가열실린더가 최대 어느 정도의 수지를 가소화 할 수 있는가 의 능력을 말하며 계량시간을 산출하여 성형기의 생산능력을 결정하는데 필요한 수치입니다.

수지(RESIN)의 약어 및 원어