12 플라스틱 제조 방법 및 사용 시기

플라스틱 제조는 대부분의 산업에서 필수적입니다. 폴리스티렌 식품 포장에서 엔지니어링 등급 PEEK로 만든 산업용 부품에 이르기까지 플라스틱 제조는 우리가 알고 있는 생명에 크게 기여합니다. 플라스틱 부품을 만들 수 있는 능력이 없다면 근본적으로 새로운 생산 시스템을 개발해야 합니다.

그러나 플라스틱 제조에는 다양한 방법이 포함됩니다. 사출 성형, 플라스틱 압출 및 FDM 3D 인쇄는 모두 플라스틱 제조 방법이며 그 외에도 더 많습니다. 이러한 다양한 플라스틱 제조 방법은 다양한 플라스틱 부품에 적합하며 그 중에서 선택하는 것이 항상 간단하지는 않습니다. 예산, 부품 디자인 및 재료는 플라스틱 제조 방법을 선택하는 데 필요한 몇 가지 요소입니다.

이 기사에서는 12가지 플라스틱 제조 방법을 살펴보고 기본 프로세스와 유용한 이유를 설명합니다. 각 플라스틱 제조 방법에 대해 최종 사용 부품을 만드는 데 사용할 수 있는 몇 가지 예를 제공합니다.

1. 사출 성형

사출 성형은 가장 일반적인 플라스틱 제조 공정입니다. 열가소성 및 열경화성 폴리머를 처리할 수 있습니다.

이 빠른 플라스틱 제조 방법은 플라스틱 펠릿이 녹을 때까지 가열한 다음 왕복 나사를 사용하여 용융된 플라스틱을 금형에 밀어 넣는 방식으로 작동합니다. 용융된 재료는 냉각되고 응고되어 금형 캐비티의 형태를 취합니다. 그런 다음 솔리드 부품이 금형에서 배출됩니다.

사출 성형은 다양한 재료와 부품에 적합합니다. 부품은 얇고 일관된 벽을 가져야 하지만 그렇지 않으면 다양한 모양과 크기를 가질 수 있습니다.

사출 성형 부품의 예:일회용 식품 트레이, 자동차 대시보드, LEGO 브릭

2. 블로우 성형

중공 성형은 사출 성형보다 덜 널리 사용되는 플라스틱 성형 공정입니다. 압출 블로우 성형, 사출 블로우 성형 및 사출 스트레치 블로우 성형의 세 가지 변형이 있습니다.

이 플라스틱 제조 공정은 금형과 패리슨(완전히 녹은 펠릿 대신)이라고 하는 용융된 열가소성 튜브를 사용하여 작동합니다. 압축된 공기가 패리슨으로 들어가 플라스틱이 팽창하여 금형의 내부 벽에 닿아 결국 금형 캐비티의 모양이 됩니다.

중공 성형은 HDPE가 가장 일반적인 재료인 플라스틱 물병과 같은 중공 플라스틱 부품에 적합합니다.

중공 성형 부품의 예:병, 드럼, 연료 탱크

3. 회전 성형

회전 성형은 플라스틱 부품을 형성하기 위해 고온과 저압을 사용하는 또 다른 플라스틱 성형 공정입니다. 금형을 회전시켜 플라스틱 재료를 내부로 이동시키는 방식으로 작동합니다.

회전 성형 공정 중에 분말 플라스틱을 금형에 넣고 가열하고 두 축(또는 그 이상)을 중심으로 회전합니다. 이 회전은 용융 플라스틱이 금형 내부 전체를 덮고 캐비티의 모양을 취하도록 합니다.

회전 성형의 장점은 더 간단한 툴링, 일관된 벽 두께 및 강한 외부 모서리를 포함합니다. 그러나 부품을 꺼내기 전에 전체 금형을 냉각해야 하므로 프로세스가 느릴 수 있습니다.

회전 성형 부품의 예:쓰레기통, 저장 탱크, 장난감

4. 진공 주조

진공 주조는 일반적으로 다채로운 프로토타입의 작은 배치에 사용되는 플라스틱 제조 공정입니다. 실리콘 몰드를 사용하여 우레탄 플라스틱 부품을 만듭니다.

이 플라스틱 제조 공정 동안 작업자는 우레탄 주조 수지를 실리콘 몰드에 붓습니다. 그런 다음 진공은 공기 주머니와 기포를 제거하여 매우 매끄러운 완성 부품을 만듭니다. 그런 다음 우레탄 부품을 오븐에서 경화시킵니다.

진공 주조는 프로토타입 디스플레이 케이스와 같이 부분적으로 투명한 부품에 널리 사용되는 플라스틱 제조 공정입니다.

진공 주조 부품의 예:전자 제품 케이스 및 커버, 다양한 디스플레이 프로토타입

5. 플라스틱 가공

플라스틱 가공은 매우 인기 있는 플라스틱 제조 공정입니다. 여기에는 CNC 밀링, CNC 터닝 및 기타 관련 프로세스가 포함됩니다.

기계마다 작동 방식이 다르지만 플라스틱 가공에는 일반적으로 수동 또는 컴퓨터 제어 절단 도구를 사용하여 플라스틱 공작물의 섹션을 절단해야 합니다. 가공은 매우 정확하고 다양한 플라스틱과 함께 작동하며 두꺼운 벽 부품을 만드는 데 몰딩보다 낫습니다.

플라스틱 가공은 압출과 같은 다른 기술을 사용하여 만든 부품의 세부 사항을 추가하는 데에도 유용합니다.

가공 부품의 예:다양한 산업 부품, 지그 및 고정구, 자동차 조명

6. 융합 증착 모델링

FDM(Fused Deposition Modeling)은 플라스틱 제조를 위한 가장 일반적인 3D 프린팅 공정입니다. ABS 및 PLA와 같은 일반적인 열가소성 물질은 물론 PEEK와 같은 고급 소재에도 사용할 수 있습니다.

FDM은 압출된 열가소성 필라멘트를 가열한 다음 컴퓨터 지침에 따라 움직이는 노즐(프린트 헤드에 부착된)에서 정확한 모양으로 증착하는 방식으로 작동합니다. 부품의 2D 조각은 완전한 3D 개체가 만들어질 때까지 레이어별로 인쇄됩니다.

소량의 FDM은 매우 빠르고 비용 효율적이며 복잡한 내부 형상을 포함하여 다양한 모양을 생성할 수 있습니다. 그러나 특별히 강한 부품을 생산하지는 않습니다.

FDM 부품의 예:다양한 프로토타입, 예비 부품 및 수리, 복합 산업 부품

7. 광조형술

SLA(Stereolithography)는 열가소성 중합체 대신 광중합체 수지로 작동하는 다른 형태의 플라스틱 3D 인쇄입니다.

레이저와 같은 광원을 이용하여 광중합성 수지를 선택적으로 경화시켜 작동합니다. (관련 기술인 디지털 조명 처리는 대신 프로젝터를 사용했습니다.) 프린트 베드가 레진 수조를 통과하면서 부품이 한 겹씩 프린트됩니다.

SLA는 부서지기 쉽지만 매우 매끄럽고 투명할 수도 있는 부품을 생산합니다. 프로토타이핑에 자주 사용되지만 보석의 치과에도 적용됩니다.

예시 SLA 부품:디스플레이 프로토타입, 치과 교정기, 주조용 보석 패턴

8. 선택적 레이저 소결

선택적 레이저 소결(SLS)은 플라스틱 제조 공정이자 3D 프린팅의 또 다른 형태입니다. 주로 나일론 부품을 만드는 데 사용됩니다.

SLS는 분말층 융합 공정입니다. 레이저를 사용하여 플라스틱 분말의 2D 모양을 레이어별로 선택적으로 소결하여 완전한 플라스틱 부품을 만드는 방식으로 작동합니다. 이는 SLM(선택적 레이저 용융)의 금속 적층 제조 공정과 대체로 유사합니다. 다른 플라스틱 3D 프린팅 방식에 비해 지지 구조가 필요 없다는 장점이 있습니다.

FDM 또는 SLA보다 더 많이 SLS는 산업용 적층 제조 공정으로 간주되며 자동차 산업에서 널리 사용됩니다.

예시 SLS 부품:도구, 자동차 하드웨어, 전기 커넥터

9. 플라스틱 압출

압출 3D 프린팅과 혼동하지 마십시오. 플라스틱 압출은 금형을 통해 플라스틱을 밀어 넣어 일관된 프로파일을 가진 길쭉한 플라스틱 부품을 만드는 과정입니다.

이 대량 플라스틱 제조 공정은 배럴에서 플라스틱을 가열한 다음 왕복 나사를 사용하여 다이에 밀어 넣어 연속 프로파일로 최종 모양을 만드는 방식으로 작동합니다. 생성된 플라스틱 압출물은 냉각되면서 단단해집니다.

일반적인 플라스틱 압출 재료에는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아세탈 및 나일론이 있습니다. 이 공정에는 블로운 필름 압출 및 튜브 압출과 같은 변형도 있습니다.

압출 부품의 예:파이프, 튜브, 창틀

10. 플라스틱 인발

플라스틱 인발은 재료를 밀어내는 대신 다이를 통해 당겨내는 플라스틱 압출의 변형입니다.

인발의 플라스틱 제조 기술은 섬유 강화 플라스틱에 적합합니다. 이 과정에서 강화 섬유 롤이 플라스틱 수지 탱크를 통과하여 섬유를 함침시킨 다음 가열된 다이를 통과하여 섬유 강화 수지에 맞춤형 프로필을 부여합니다.

폴리에스터, 폴리우레탄 및 에폭시를 비롯한 여러 플라스틱 수지는 인발에 적합합니다. 유리 섬유는 가장 일반적인 보강재입니다.

인출형 부품의 예:보강 바, 스키 폴, 다양한 보강 구조 부품

11. 플라스틱 용접

용접은 대부분 금속과 관련이 있지만 플라스틱 용접은 접착 또는 기타 조립 방법에 적합하지 않은 열가소성 부품을 결합하는 데 유용한 플라스틱 제조 공정입니다.

플라스틱 용접 공정에는 핫 가스 용접, 스피드 팁 용접 및 접촉 용접을 포함하여 수많은 변형이 있습니다. 대부분의 변형은 플라스틱 표면을 준비하고 열과 압력을 가한 다음 냉각하는 것입니다.

다양한 플라스틱 용접 방법은 열, 기계 또는 전자기로 분류할 수 있습니다.

용접 부품의 예:하우징, 휴대폰 부품, 의료 기기

12. 열성형

열 성형은 성형과 유사하지만 완전히 용융된 플라스틱 대신 부드럽게 가열된 플라스틱 시트를 사용하는 플라스틱 가공 유형입니다.

플라스틱 제조 방법 기술은 오븐과 금형이 필요합니다. 이 과정에서 플라스틱 시트는 유연해질 때까지 가열됩니다. 그런 다음 트리밍 및 냉각 전에 일반적으로 진공을 사용하여 금형 위로 늘어납니다.

열 성형은 소규모 또는 대량 생산을 위해 수행할 수 있기 때문에 상당히 다재다능합니다.

열성형 부품의 예:블리스터 팩, 플라스틱 컵, 뚜껑