가스 보조 툴링

1단계 – 성형기 사출을 통한 충전:
용융된 플라스틱 재료는 성형기에 의해 금형에 주입되어 부품 캐비티를 채웁니다. 주입되는 재료의 양은 가스에 의해 코어 아웃되는 부피가 얼마나 설계되었는지 부품의 종류에 따라 캐비티 부피의 60~90% 정도를 채우게 됩니다.

2단계 – 가스 주입에 의한 충전:
재료 충전 단계가 완료된 후 가스(일반적으로 질소)가 용융된 플라스틱 재료의 중심에 주입되어 나머지 캐비티 공간으로 밀어내어 부품 캐비티를 완전히 채웁니다.

3단계 – 포장, 보관 및 냉각:
주입된 가스는 부품 내부에서 금형 벽 바깥쪽으로 이전에 충전된 플라스틱 재료에 균일하게 분포된 압력을 가합니다. 기계 나사 대신 주입된 가스가 패킹 및 고정의 압력 소스로 작용하는 동시에 부품 전체에 훨씬 더 균일한 압력과 훨씬 더 가깝고 효과적인 압력 소스를 제공합니다. 결과적으로 압력 구배가 훨씬 줄어들고 특히 부품 치수 제어 및 부품 변형 방지 측면에서 기존 사출 성형에 비해 이러한 공정상의 이점을 얻을 수 있습니다. 주입된 가스가 패킹 및 유지 압력을 발휘할 때 부품은 동시에 냉각됩니다.

4단계 – 가스 방출:
부품이 냉각되고 응고된 후, 주입된 가스는 부품 취출을 위해 금형을 열기 전에 방출되거나 재활용됩니다.

사출 성형 공정을 위해 부품의 형상, 모양, 크기, 두께 등을 디자인하는 것은 다양합니다. 일반적으로 성형 부품은 가스 보조 사출 성형 공정을 적용하기 위해 다음과 같이 두 가지 유형으로 분류될 수 있습니다.

(1) 손잡이 같은 부분:
소위 손잡이 모양 부품은 다양한 종류의 손잡이 및 의자 팔걸이와 같은 것을 말합니다. 이러한 유형의 부품은 전체적으로 너무 두꺼워서 기존 사출 성형 공정을 사용하는 경우 냉각을 위한 사이클 시간이 매우 길어야 합니다. 또한 이렇게 두꺼운 부품에 대한 보압 효과가 부족하여 싱크 마크와 같은 외관 불량이 발생할 수도 있습니다. 전통적인 사출 성형 공정에 적합하고 언급된 문제를 제거하기 위해 이러한 유형의 부품은 일반적으로 두 개의 분할 반쪽으로 설계되며, 각각은 부품 표면의 일반(훨씬 더 얇은) 공칭 두께와 그 아래에 구조 강화 리브를 갖습니다. 이상적으로는 두 개의 반쪽을 개별적으로 생산하려면 두 개의 금형과 두 대의 기계가 필요합니다. 두 개의 반쪽을 사출 성형한 후 이를 결합하여 완제품이 되는 2차 공정이 필요합니다.

이러한 부품에 가스 보조 사출 성형 공정을 적용할 때, 가스가 주입되어 부품의 중앙 부분을 코어로 만들어 용융물을 앞으로 밀어낸 다음(그림 2), 가스 자체에 의해 압력이 가해지는 패킹 및 유지 작업이 이어집니다. 부품 전체의 잔여 두께 바로 아래부터 균일하게 분포됩니다. 기존 사출 성형 공정으로 생산된 원래의 솔리드 부품 설계와 비교하면 사이클 시간이 훨씬 단축되고 싱크 마크 문제도 발생하지 않습니다. 또한 절반의 부품으로 부품을 설계하는 것에 비해 툴링 및 완제품 제조 관점에서 시간과 비용이 크게 절약됩니다. 가스 보조 툴링을 만들면 두 개가 아닌 하나의 덜 복잡한 금형만 필요하고 구조 강화 리브가 적은 덜 복잡한 부품 설계가 필요하며 두 개가 아닌 하나의 성형기와 성형 생산만 필요하므로 후속 작업이 필요하지 않습니다. 두 개의 절반 구성 요소를 결합하는 보조 프로세스입니다.

(2) 평평한 부분:
소위 평판 부품은 전자 기기, 가전 제품, 자동차 등 산업 분야의 다양한 종류의 테이블, 패널, 하우징/커버 부품을 의미합니다. 이 유형의 부품은 전체 길이와 너비에 비해 명목상 두께가 얇습니다. 전통적인 사출 성형 공정으로 이러한 부품을 생산할 때 가장 어려운 문제는 뒤틀림입니다. 이를 극복하기 위해 부품 설계자는 부품 전체의 외관 표면 아래에 구조 강화 리브를 설계하여 뒤틀림 경향을 방지해야 합니다. 균형 잡힌 용융 충진 및 보압/유지 효과를 제공하려면 가스 보조 툴링에 대한 다중 게이트 설계가 필요할 수 있습니다. 그리고 부품에 보압/보압 압력 등의 더 가깝고 효과적인 소스를 제공하려면 핫 러너 시스템이 필요할 수 있습니다.

이러한 부품에 가스 보조 사출 성형 공정을 적용하면 전체 부품의 중앙 부분이 손잡이 모양 부품으로 코어 아웃되는 상황 대신 의도적으로 설계된 가스 채널로만 가스가 유도됩니다.

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기존 사출 성형 공정과 비교할 때, 이 공정이 가져오는 장점은 부품 내부의 보압 및 고정 단계에서 더 가깝고 균일한 압력 소스를 포함하며, 부품을 동등하게 강하게 만드는 데 필요한 리브 수가 적다는 것입니다. 둘 다 더 적은 금형 비용으로 뒤틀림 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.

손잡이 같은 부품의 경우 부품 자체가 이미 가스 채널 역할을 했습니다. 적절한 용융 게이트 위치, 가스 삽입 위치 및 공정 조건에서 주입되는 가스가 제한됩니다. 의심할 여지없이 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 부품 내에서만 한 방향으로 흐를 수 있습니다. 그러나 평평한 부분에서는 그렇지 않습니다. 주입된 가스는 부품의 모든 부분을 코어 아웃시키는 대신 가스 채널의 설계된 경로를 따라 선택적으로 흘러야 합니다. 그리고 용융 게이트 수/위치, 가스 삽입 수/위치 및 가스 채널 레이아웃을 적절하게 설계하지 않으면 가스가 반드시 가스 채널의 전체 길이를 따라 흐르고 코어 아웃되지는 ​​않습니다. 이러한 상황에서 가스 채널의 가스가 채워지지 않은 부분은 전통적인 사출 성형 공정에서 처리되는 것과 비슷하지만 리브 바닥의 부품 두께가 비정상적으로 훨씬 더 두껍습니다. 이는 부품 표면에 심각한 싱크 마크 결함을 초래하는 경향이 있으며 일반적으로 공정 조건의 매개변수를 조정하여 이를 해결하려는 시도에는 소용이 없습니다. 평평한 부품의 경우, 주입된 가스가 가스 채널의 전체 네트워크로/통해 정확하게 흐르도록 안내하기 위해 가스 채널 레이아웃을 맞춤 제작하는 것이 중요합니다. 주입된 가스는 인접 영역을 관통하지 않고 가스 채널 내에서만 존재합니다.

Effinno Technologies Co., Ltd.의 Hank Tsai.가 "가스 보조 사출 성형 공정을 위한 10가지 부품 설계 규칙" 인용

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