사출 성형 업계 종사자라면 누구나 기계 조정을 일상적인 업무로 여깁니다. 하지만 노련한 전문가든 신입이든 모든 기계를 완벽하게 조정하는 것은 언제나 어려운 과제입니다. 재료, 금형 온도, 기계 상태, 툴링, 심지어 작업장 환경까지 모두 각기 다른 요구 조건을 가지고 있기 때문입니다. 품질 좋은 제품 생산과 높은 효율성은 기계 조정의 궁극적인 목표입니다. 이 글에서는 이러한 목표를 중심으로 기계 조정에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
사출 성형 기계 검사
1. 발사 용량
머신에서 직접 확인하세요. 명판에 최대 추출량이 표시되어 있는 경우가 많습니다. 명판이 없다면 추출량을 최대로 설정하고 한 번 추출한 후, 녹은 커피를 배출하고 무게를 재세요. 그 무게가 머신의 실제 최대 추출량입니다.
참고: 사출 용량은 재료 밀도에 따라 달라집니다. 일부 재료는 다른 재료보다 밀도가 높습니다.
2. 나사 및 역류 방지 밸브 밀봉 무결성
스크류와 역류 방지 밸브 사이의 양호한 밀봉은 안정적인 공정 매개변수를 위해 필수적입니다.
확인 방법:
금형을 장착한 후 일반적인 반자동 사이클을 한 번 실행합니다. 냉각이 시작되면 수동 모드로 전환합니다. 스크류가 가득 찰 때까지 다시 가소화한 후 수동으로 사출합니다. 스크류의 위치를 확인합니다. 사출 압력을 해제하고 스크류가 제자리로 돌아오는지 확인합니다. 스크류가 제자리로 돌아오면 밀봉이 양호하고 스크류와 역류 방지 밸브에 이상이 없는 것입니다.
정확도를 높이려면 금형 대신 강판을 사용할 수 있습니다. 노즐을 강판에 대고 수동으로 주입한 후 스프링백 현상을 확인하십시오. 또한 노즐에서 용융액이 새어 나오지 않는지 확인하십시오.
나사가 제자리로 돌아 오지 않으면 역류 방지 밸브에 결함이 있을 가능성이 높으므로 점검 및 수리가 필요합니다.
3. 사출 압력 테스트
설치 방법: 압력 센서를 강판 위에 놓고, 그 위에 알루미늄 판을 얹습니다. 노즐을 알루미늄 판에 밀착시킵니다.
절차: 기계의 사출 압력을 다음과 같이 설정하고, 각 단계에서 3회씩 사출합니다.
- 10 바 (3개)
- 50 바 (3개)
- 90 바 (3개)
- 130bar (3회) — 이 압력 범위를 정기적으로 사용하는 경우 더 자주 테스트하십시오.
- 150 바 (3개)
압력 측정기에 표시되는 실제 압력이 설정 압력과 일치하는지 매번 확인하십시오. 모든 내용을 기록하십시오.
편차가 5%를 초과하면 기계에 표시되는 값을 조정하거나 장비를 점검해야 합니다.
4. 용융 온도 테스트
온도 측정은 두 가지 유형으로 나뉩니다.
- 건조(호퍼) 온도
호퍼 위아래의 온도를 측정하려면 온도계를 사용하십시오. 이 작업은 간단하며 대부분의 건조 장비에는 이미 온도가 표시되어 있습니다. (더 자세한 정보가 필요하시면 메시지를 남겨주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.)
- 주입 용융 온도
이건 좀 더 까다롭습니다. 기기에는 4~5개의 온도 구역이 표시되지만, 작동 중에는 해당 수치가 정확한지 쉽게 확인할 수 없습니다. 대부분 디스플레이를 믿어야 하죠. 제3자를 통한 검증도 어렵습니다.
간단한 방법은 다음과 같습니다. 사출 장치를 후퇴시키고 용융물을 제거한 다음 압출된 재료를 즉시 측정합니다. 측정값을 1차 구역 온도 설정값과 비교합니다. 차이가 약 10% 이상이면 기계의 온도 측정값이 잘못되었을 가능성이 높으므로 열전대를 교체하거나 재보정해야 합니다.
측정 내부의 용융 온도 측정은 훨씬 더 어렵습니다. 스크류와 노즐을 분해한 다음, 고정 장치를 사용하여 프로브를 배럴 깊숙이 삽입해야 합니다.
하지만 여기서 극도의 정밀도가 항상 필수적인 것은 아닙니다. 실제로 열의 대부분은 배럴 히터뿐만 아니라 스크류 전단에서 발생합니다.
주의: 구형 장비에서는 히터 밴드가 온도 상승 중에 과도하게 올라갈 수 있습니다. 이로 인해 재료가 부분적으로 변색(황변/타는 현상)될 수 있습니다. 이러한 현상은 히터, 열전대 또는 제어 보드가 서로 다른 생산 배치에서 나온 호환되지 않거나 보정되지 않은 부품으로 교체되어 온도 일관성이 떨어질 때 자주 발생합니다.
금형 유지 관리
금형에는 단판형, 2판형, 측면 코어 풀형 등 다양한 종류가 있습니다. 최종 금형 선택은 제품의 특성에 따라 결정됩니다.
잘 만들어진 금형은 우리의 작업을 수월하게 해줍니다. 반대로, 제대로 설계되지 않은 금형은 끝없는 골칫거리를 안겨줄 수 있습니다. 하지만 결국 완벽한 해결책은 소통이나 금형 수정에 달려 있는 경우가 많습니다.
곰팡이 제거는 제대로 된 관리가 필수적이며, 이는 우리가 통제할 수 있는 부분입니다. 그러므로 최대한 잘 관리해야 합니다.
생산 후
제작이 완료되면 다음 사항을 반드시 확인하십시오.
- 에어건을 사용하여 금형 내부의 물이나 냉각액을 불어내십시오.
- 보관 중 녹이나 이물질이 들어가는 것을 방지하기 위해 포트를 마개로 막으십시오.
- 표면 부식을 방지하기 위해 금형 표면에 방청유를 바르십시오.
- 금형은 적절한 금형 거치대에 보관하고, 절대로 바닥에 직접 두지 마십시오.
안전 수칙: 금형을 옮길 때는 항상 주의하십시오. 안전과 건강은 최우선이며, 이는 생계를 유지하는 데 있어 가장 중요한 요소입니다. 위험하거나 잠재적으로 위험하다고 느껴지는 부분이 있다면 즉시 주의를 기울이고 상황을 개선하십시오.
내부 곰팡이 유지 관리
생산 과정에서 금형 내부에 가스와 이물질이 많이 축적될 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 이는 이젝터 핀과 인서트의 원활한 움직임 및 배출을 저해할 수 있습니다. 또한 부품에 검은 반점이 생길 수 있으며, 심한 경우에는 이젝터 핀이 고착될 수도 있습니다.
그러므로 모든 부품은 생산 전후에 분해하여 세척해야 합니다.
이젝터 핀과 인서트에 묻은 기름때와 잔여물은 제거하기가 매우 어렵습니다. 제가 지금까지 찾은 가장 효과적인 방법은 사포를 사용하는 것입니다.
이런 종류의 고집스러운 기름때를 빠르게 제거하는 세척제는 아직 본 적이 없습니다. 강산성 세제가 효과가 있을 수도 있지만, 증기가 불쾌합니다. 저희 곰팡이 제거 전문가들은 그 냄새를 견딜 수 없어서 여전히 사포를 선호합니다. 게다가 화학 세척제는 적절하게 폐기하기 어렵고 환경 규제 기관과 문제가 생길 수도 있습니다.
유지 관리 금형 온도 조절기(물/오일 온도 조절기)
금형 온도 조절기(써몰레이터)는 생산 과정에서 금형의 열을 발산하는 역할을 합니다. 온도 설정은 부품의 외관과 사이클 효율 모두에 따라 결정되므로 금형 온도 조절기는 매우 중요한 역할을 합니다.
온도 체크
유량계형 수온계를 사용하여 온도를 확인해야 합니다. 금형 입구와 출구 양쪽에 온도계를 설치하십시오. 이렇게 하면 온도 상태와 유량을 모두 완벽하게 모니터링할 수 있습니다.
유동 양상을 확인하려면 배출구에 투명한 호스를 연결하십시오. 이렇게 하면 유동이 난류인지 층류인지 확인할 수 있습니다.
- 난류— 물이 움직이고 섞이는 모습이 확연히 보입니다.
- 층류— 물이 잔잔해 보이거나 섞이지 않고 부드럽게 움직입니다.
금형에 필요한 것은 난류 입니다 . 층류는 금형에서 효과적으로 열을 제거할 수 없습니다.
냉각 매체
냉각 매체의 선택은 큰 차이를 만듭니다.
| 중급 | 최대 온도 |
| 순수한 물 | 100 ° C (212 ° F) |
| 가압 탱크가 있는 물 | 120 ° C (248 ° F) |
| 기름 | 180 ° C (356 ° F) |
다음 사항을 유념하십시오: 배관을 따라 열 손실이 항상 발생하므로 금형의 실제 온도는 설정 온도보다 약간 낮을 수 있습니다.
주요 사출 성형 공정 매개변수
1. 배럴 온도
플라스틱은 용융 상태일 때만 금형에 주입할 수 있습니다. 배럴은 히터 밴드에 의해 가열되어 내부의 플라스틱에 열을 전달하여 용융시킵니다. 배럴 길이에 따라 여러 개의 히터 밴드가 설치될 수 있으며, 각 영역의 온도는 가공 재료에 따라 개별적으로 설정해야 합니다. 이러한 설정 온도는 최종적으로 실제 용융 온도에 영향을 미칩니다. 또한 스크류 회전에 의해 발생하는 전단력도 용융 온도에 상당한 영향을 미칩니다. 권장 용융 온도는 재료 공급업체에서 확인할 수 있습니다.
2. 금형 온도
사출 성형은 열 전달 공정으로, 용융된 재료가 금형 내부에서 서서히 냉각됩니다. 금형 온도는 금형 온도 조절기(써몰레이터)를 통해 설정되며, 이 장치는 물이나 오일과 같은 열 전달 유체를 순환시킵니다. 일반적으로 금형 온도가 100°C 미만일 때는 물을 사용하고, 그 이상일 때는 오일을 사용합니다. 경우에 따라 전기 가열봉을 사용할 수도 있습니다. 일부 사출 성형기는 제어판에서 이러한 금형 온도 조절 장치를 직접 제어할 수 있도록 설계되었습니다. 권장 금형 온도는 재료 공급업체에서 확인할 수 있습니다.
3. 주입속도
사출 속도는 스크류가 용융 플라스틱을 금형 안으로 밀어 넣는 선형 속도를 말합니다.
사출 속도는 가능한 한 빨라야 하며, 금형 캐비티가 완전히 채워질 때까지 용융된 상태가 유지되도록 해야 합니다. 금형이 가득 차면 사출을 종료합니다.
4. 사출압력
사출 압력은 설정된 사출 속도를 유지하기 위해 스크류 끝단에서 용융 플라스틱에 가해지는 압력입니다. 플라스틱의 점도가 증가하면 설정된 속도를 유지하는 데 필요한 힘(또는 압력)도 증가합니다. 따라서 사출 중 일정한 속도를 유지하는 것이 매우 중요합니다. 안정적인 공정을 위해서는 기계에 항상 충분한 압력이 확보되어야 합니다. 압력 강하 시험을 통해 사출 압력을 최적화할 수 있습니다.
5. 패킹 압력
패킹은 보상 단계의 첫 번째 하위 단계입니다. 사출 성형 과정에서 금형이 채워진 후, 후속 수축을 보상하기 위해 추가적인 플라스틱을 패킹해야 합니다. 이 단계에서 용융된 플라스틱에 가해지는 압력을 패킹 압력이라고 합니다. 패킹 압력은 부품의 수축률과 치수를 결정하는 가장 중요한 매개변수 중 하나입니다.
6. 포장 시간
패킹 시간은 패킹 압력이 가해지는 기간입니다. 게이트 동결 시험을 통해 패킹 시간 최적화에 필요한 데이터를 얻을 수 있습니다.
7. 압력 유지
유지 압력은 보상 단계의 두 번째 하위 단계입니다. 이는 용융물이 캐비티를 과도하게 채우거나 역류하여 빠져나가는 것을 방지하기 위해 용융물에 가해지는 압력입니다. 이론적으로 이 단계에서는 게이트가 굳을 때까지 플라스틱 유동이 발생하지 않습니다.
8. 보유 시간
유지 시간은 유지 압력이 가해지는 기간입니다. 게이트 동결 시험은 유지 시간을 최적화하는 데에도 사용할 수 있습니다.
9. 스크류 속도
스크류 속도는 가소화(스크류 회복) 과정에서 스크류가 회전하는 속도를 말합니다. 일반적으로 결정질 재료는 비정질 재료보다 더 높은 스크류 속도를 필요로 합니다. 현재 스크류 속도를 직접적으로 최적화하는 성숙한 기술은 없습니다. 용융 온도 측정이나 용융물 내 연소 또는 미융점 입자 확인과 같은 간접적인 방법이 주로 사용됩니다.
10. 역압력
배압은 가소화 과정에서 스크류 뒤쪽에 가해지는 압력으로, 균일한 용융을 촉진하고 휘발성 물질을 제거하는 역할을 합니다. 현재로서는 배압을 최적화하는 성숙한 기술은 아직 없습니다.
11. 냉각 시간
냉각 시간은 플라스틱이 사출 온도까지 냉각되는 동안 금형이 닫힌 상태를 유지하는 기간입니다. 냉각 단계가 끝나면 금형이 열리고 부품이 사출됩니다. 그러나 설정된 냉각 시간은 실제 냉각 시간과 다릅니다. 용융된 플라스틱이 금형 표면에 닿는 순간부터 냉각이 시작됩니다. 따라서 실제 냉각 시간은 사출 시간(충전 시간) + 설정된 패킹 시간 + 설정된 유지 시간 + 설정된 냉각 시간과 같습니다. 냉각 시간은 설계 실험을 통해 최적화할 수도 있습니다.
12. 샷 크기 (측광)
사출량은 계량량이라고도 합니다. 스크류의 영점 위치는 스크류가 배럴의 맨 앞쪽에 있을 때입니다. 스크류가 뒤쪽으로 이동하면서 용융된 플라스틱이 쌓입니다. 스크류가 뒤쪽으로 이동하는 거리를 사출량이라고 합니다. 사출량은 직선 거리 또는 부피로 표시됩니다. 사출량은 총 사출량과 용융 밀도를 기준으로 계산할 수 있습니다. 그러나 용융 밀도는 온도에 따라 달라지는데, 온도를 정확하게 측정하기 어렵기 때문에 계산된 사출량은 일반적으로 추정치에 불과합니다. 또한 사출량은 실제 쿠션량을 고려하여 패킹 및 보관 중에 조정해야 합니다.
13. 전환 위치 (전환점)
사출 단계에서 보상 단계로 전환되는 지점을 전환점이라고 합니다. 스크류 위치에 의해 전환이 이루어지는 경우, 이를 전환 위치 또는 전환점이라고 합니다. 전환은 시간, 유압 또는 외부 신호에 의해서도 발생할 수 있습니다. 이론적으로 전환 위치에서는 금형이 용융액으로 100% 채워져 있어야 합니다. 그러나 실제로는 보상 단계가 시작되기 전에 금형이 100%보다 약간 적게 채워지는 경우가 많습니다.
기타 매개변수 (덜 중요함)
다음 매개변수들은 위의 13개 매개변수만큼 자주 조정할 필요가 없으며, 제품 품질에 미치는 영향도 크지 않습니다.
감압 또는 흡입 거리
스크류 회복(가소화)은 배압 하에서 발생하기 때문에 스크류 앞쪽의 용융액은 압축되어 내부 압력을 갖게 됩니다. 스크류 회복 동안 성형품과 러너는 여전히 금형 내부에 있습니다. 금형이 열리면 스프루가 노즐에서 분리되고 용융액 내부의 압력이 해제되어 용융액이 노즐 밖으로 흘러나오게 됩니다. 따라서 스크류 회복이 끝나면 스크류는 내부 압력을 해소하기 위해 짧은 거리를 추가로 후진해야 합니다. 이 거리를 감압 거리 또는 석백 거리라고 합니다. 일반적으로 이 거리는 짧습니다(10mm 미만). 석백 거리가 너무 길면 성형품 표면에 결함이 발생할 수 있습니다.
포장 속도
패킹 속도는 보정 단계 동안 스크류의 선형 속도입니다. 일부 사출 성형기에서는 이 매개변수가 선택 사항입니다.
마지막 주
최신 사출 성형기의 제어판을 보면 다양한 매개변수와 옵션 때문에 다소 복잡하게 느껴질 수 있습니다. 기계에는 제품 품질과 생산 효율을 추적하기 위한 여러 개의 모니터링 화면이 있는 경우가 많습니다. 하지만 때로는 불필요한 제어 기능을 추가하는 경우도 있습니다. 예를 들어, 일부 기계는 패킹 및 유지 단계에서 10단계의 압력 선택 기능을 제공합니다. 대부분의 체계적인 사출 성형 공정 개발에서는 2단계 압력 조절이면 충분합니다. 그러나 부품이나 금형의 설계 결함을 보완하기 위해 공정 엔지니어는 다단계 공정을 사용해야 하는 경우도 있습니다.
맺음말
기계 튜닝은 단순히 나사를 조이고 매개변수를 조정하는 것처럼 보일 수 있지만, 실제로는 재료, 장비, 금형, 그리고 환경과의 심도 있는 소통입니다. 모든 기계는 저마다의 개성을 지니고 있으며, 모든 재료는 각기 다른 방식으로 작용합니다. 지속적인 관찰, 기록, 그리고 분석을 통해서만 이러한 소통에 진정으로 능숙해질 수 있습니다.
NOBLE 소개
저희는 정밀 CNC 가공 전문 업체입니다. 품질과 일관성을 최우선으로 생각하며, 이것이 저희의 기본 원칙입니다.
이 글에서는 사출 성형에 대해 다루었지만, 저희의 진정한 전문 분야는 다릅니다. 저희는 CNC 가공, 밀링 , 선삭을 통해 금속 및 플라스틱 맞춤형 부품을 제작하며, 다양한 소재를 활용합니다.
우리의 인증은 중요합니다:
ISO 9001:2015 — 품질 경영 시스템. 기본 원칙.
ISO 13485:2016 — 의료기기 품질 관리. 더욱 엄격해지고, 추적성이 향상되었습니다.
이건 단순한 배지가 아닙니다. 우리가 모든 과정을 철저히 관리하고, 모든 것을 추적하며, 끊임없이 개선해 나간다는 것을 의미합니다. 의료 분야든, 자동차 분야든, 일반 산업 분야든, 모든 분야에 동일한 기준이 적용됩니다.
저희의 신념은 다음과 같습니다. 훌륭한 제조는 저희가 제시한 원칙들을 따릅니다. 기계를 제대로 이해하고, 변수를 통제하며, 더 나은 품질을 끊임없이 추구해야 합니다.
FAQ
역류 방지 밸브 씰은 얼마나 자주 점검해야 하나요?
재료를 교체할 때 점검하세요. 공정이 불안정해지기 시작하면 점검하십시오. 부품 무게를 살펴보세요. 무게가 불안정하게 변동한다면 문제가 있다는 신호입니다. 많은 기술자들이 금형 교체 시 밀봉 테스트를 실시합니다. 불량품이 발생하기 전에 문제를 발견해야지, 발생한 후에 발견해서는 안 됩니다.
용융 온도가 배럴 온도 설정과 일치하지 않는 이유는 무엇입니까?
두 가지 이유가 있습니다. 첫째, 배럴 설정은 전체 과정의 일부일 뿐입니다. 나사가 회전하면서 플라스틱을 절단하는데, 이 과정에서 실제로 열이 발생합니다. 둘째, 장비가 잘못된 값을 보여줄 수도 있습니다. 히터 밴드가 맞지 않거나 열전대가 불량인 오래된 기계는 잘못된 측정값을 제공할 수 있습니다. 프로브를 사용하여 실제 용융 온도를 측정하십시오. 그래야만 실제 상황을 정확히 파악할 수 있습니다.
100°C 이상의 온도에서 곰팡이를 키울 때 물을 사용해도 될까요?
아니요. 물은 대기압에서 100°C에서 끓습니다. 더 높은 온도가 필요하다면 두 가지 방법이 있습니다. 가압수 시스템을 사용하면 끓는점이 높아집니다. 또는 오일 시스템으로 바꾸는 방법도 있습니다. 오일 시스템은 최대 180°C까지 작동하며, 이는 고온 용도에 표준적인 온도입니다.
보관 중 곰팡이와 녹이 생기는 것을 방지하려면 어떻게 해야 하나요?
압축 공기로 모든 냉각 채널을 불어내십시오. 그런 다음 포트를 막으십시오. 캐비티, 코어, 장착 플레이트 등 노출된 모든 표면에 방청유를 바르십시오. 금형을 바닥에 절대 놓지 마십시오. 거치대를 사용하십시오. 금형을 건조한 곳에 보관하십시오. 관리를 소홀히 하는 순간부터 녹이 발생하기 시작합니다.
