일반적인 사출 성형 도구 표면 처리 및 올바른 선택 방법

사출 성형 공정은 상당히 복잡합니다. 플라스틱 제품을 생산하기 위해 함께 작동하는 여러 다른 부품이 포함됩니다. 그러나 눈에 띄는 한 부분은 용융 플라스틱을 주입하여 플라스틱 제품의 고정되고 원하는 모양을 형성하는 금형 자체입니다. 금형은 분명히 사출 성형의 가장 중요한 기능 부품 중 하나이지만 가장 비싼 부품 중 하나입니다. 금형 손상은 상당한 재정적 의무를 나타냅니다. 다행히도 이것은 피할 수 있는 의무입니다. 어떻게? 적절한 곰팡이 처리로. 여기에서는 사출 성형 도구 표면 처리에 대해 간략히 살펴보겠습니다.

사출 금형 처리가 왜 중요한가요?

아마도 이 질문에 대한 가장 쉬운 대답은 비용을 절약하는 것입니다. 이것은 금형 비용을 고려할 때 의미가 있습니다. 단일 금형은 수십만 달러의 비용이 들 수 있으며 이는 구매 비용일 뿐입니다. 이 비용은 피할 수 있고 피해야 하며 사출 성형 도구 표면 처리는 이를 달성하는 한 가지 방법입니다.

금형은 일반적으로 강화 강철로 만들어지며 전혀 약하지 않습니다. 그러나 용융된 수지를 고온 및 고압에서 사출하는 과정은 결국 사출 금형에 부담이 됩니다. 오늘날 사용되는 많은 열가소성 재료도 연마성이며 많은 사출 주기 후에 금형 표면에 마모 및 마찰을 일으킵니다. 또한 계속 사용하면 부식 및 피로의 위험이 있습니다.

최종 결과는 일반적으로 성형 도구의 손상이지만 부식, 마찰, 마모 및 마모의 영향을 받는 금형에 의해 생성되는 작업 품질은 일반적으로 필요한 것보다 낮습니다. 금형 흐름은 적절한 금형 처리 없이도 문제가 될 수 있습니다. 이 모든 것이 고객을 몰아낼 수 있으며 금형을 교체한 후에도 고객을 되찾는 것은 일반적으로 어렵습니다. 이는 사출 성형 업체가 금형 처리 및 다양한 금형 마감 도구에 대해 교육을 받아야 하는 이유를 더욱 강조합니다.

플라스틱 사출 금형 도구의 표면 처리 유형

강철은 어렵습니다. 그렇습니다. 그러나 고온 고압의 용융 수지에 장기간 노출되면 사출 금형이 마모되지 않도록 보호하는 것이 어렵습니까? 아니, 꽤. 다양한 표면 처리를 통해 필요한 추가 보호를 제공할 수 있습니다. 아래에서 그 중 몇 가지를 간단히 살펴보겠습니다.

도금

도금은 금형 마모, 찢어짐 및 마모에 대한 가장 일반적인 솔루션 중 하나입니다. 도금에는 전해 및 무전해의 두 가지 주요 형태가 있습니다. 둘의 차이는 전류의 존재 여부에 달려 있습니다. 전해 도금에는 전류가 필요하지만 무전해 도금에는 전류가 필요하지 않습니다.

크롬 도금과 무전해 니켈 도금은 금형용 도금의 가장 일반적인 두 가지 형태입니다. 크롬 도금은 금형에 얇은 크롬층을 전기도금하는 것을 포함합니다. 크롬 도금 제품은 크롬입니다. 니켈 도금과 달리 크롬 도금은 금형 캐비티에 들어가는 등각 양극을 사용해야 합니다. 이것은 크롬 도금이 특히 상세한 금형의 경우 더 많은 시간이 걸리고 암시적으로 더 많은 비용이 들 수 있음을 의미합니다. 여기서 또 다른 단점은 크롬 도금이 너무 오래 지속되면 특히 상세한 금형에서 균일한 도금이 저해될 수 있다는 것입니다. 금형 표면 질감은 크롬으로 더 단단하여 녹에 더 강합니다. 크롬 도금은 일반적으로 매끄럽고 매우 기능적입니다.

무전해 니켈 도금은 모든 사출 금형 표면 처리 중에서 더 다재다능한 것 중 하나입니다. 무전해 도금은 전류보다는 화학 반응에 의존합니다. 부식, 윤활 문제, 마모 및 화학적 공격으로부터 보호합니다. 이 형태의 도금은 양극이 필요하지 않으므로 크롬 도금보다 균일한 도금이 가능합니다. 흑색 니켈은 가장 식별 가능한 무전해 니켈 도금 중 하나입니다.

크롬이든 니켈이든 도금이 보장하는 한 가지는 내구성입니다. 도금으로 금형을 처리하면 제품 품질을 손상시키지 않으면서 더 많은 사출 주기를 통해 금형을 지속할 수 있습니다.

질화

질화는 열화학 확산 과정입니다. 침탄 처리와 함께 이러한 형태의 금형 처리는 가장 일반적인 열처리 방식입니다. 이 공정은 금형 표면의 상 구조 변화 없이 저온에서 금형 표면으로 질소 원자의 확산을 허용합니다. 상 변화가 없다는 것은 금형 강철의 변형을 최소화한다는 의미입니다.

이온 질화, 팩 질화, 염욕 질화, 가스 질화 등 다양한 형태의 질화가 있으며 모두 동일한 목적으로 성형 표면 질감 및 성능을 향상시킵니다.

이 공정을 위해 금형 부품은 925~985F 사이의 활성 질소에 노출됩니다. 적절한 온도 제어는 강의 변형을 최소화하기 위한 질화 공정에 매우 중요합니다. 또한 질화 처리된 사출 성형 부품은 일반적으로 최종 가공 전에 응력이 제거되어 무시할 수 있는 크기 변화를 보장합니다.

시간이 지남에 따라 질화 공정은 전통적인 가스 질화 기술에서 컴퓨터를 사용하여 질화 매개변수를 제어하는 ​​보다 통제된 질화로 개발 및 개선되었습니다.

질화는 단단한 몰드 케이스의 개발로 이어지지만 부드러움을 유지해야 하는 부품은 질화 공정에서 마스킹될 수 있습니다. 단단한 몰드 케이스는 마모와 마모에 강합니다.

침탄

열이 필요한 또 다른 금형 처리 방법은 침탄입니다. 이 과정은 질화와 유사합니다. 주요 차이점은 질화에서 질소 원자가 아니라 처리 중인 사출 금형 부품의 표면으로 탄소 원자가 확산된다는 것입니다.

침탄은 종종 내마모성 및 거친 금형으로 이어집니다. 이 공정에는 구덩이 용광로에서 사출 금형 구성 요소를 가열하는 작업이 수반됩니다. 그런 다음 침탄 가스를 도입하여 금형 표면으로 확산되도록 합니다.

질화와 마찬가지로 가스 침탄, 진공 침탄, 펄스 플라즈마 침탄, 고온 침탄 등 다양한 형태의 침탄 공정이 있습니다.

침탄은 대형 기어 및 베어링과 같이 더 무겁고 더 많은 하중을 받는 금형 부품에 대해 질화 처리보다 사출 성형 도구 표면 처리가 더 좋습니다. 질화와 달리 침탄은 후열 처리가 필요합니다. 이것은 현저하게 높은 온도에서 침탄이 발생하기 때문입니다.

PVD 코팅

PVD는 Physical Vapor Deposition의 약자입니다. 박막 코팅이라고도 하는 이 유형의 금형 처리는 소스로 알려진 고체 재료가 진공에서 기화되어 금형 구성 요소의 표면에 증착되는 프로세스입니다. 소스는 일반적으로 세라믹 또는 금속 막대입니다.

가장 일반적인 PVD 코팅 공정은 증발 및 스퍼터링입니다. 증발의 경우 이 공정은 음극 아크 또는 전자빔 소스를 사용합니다. 반면에 스퍼터링은 자기 강화 소스를 사용합니다.

이 공정의 원리는 양전하를 띤 에너지가 있는 이온으로 금형 부품에 충격을 가하여 고밀도 금형 표면을 형성하는 것입니다. 소스 재료는 플라즈마로 스퍼터링되어 금형 표면과 강한 결합을 형성하여 얇은 접착층을 형성합니다.

폭격 중에 산소 및 질소와 같은 반응성 가스를 진공 챔버에 도입하여 복합 코팅 조성물을 생성하는 것도 가능합니다.

PVD 코팅은 금형의 강도를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 형성된 층도 매우 얇기 때문에 코팅은 금형 구성요소의 최종 치수에 거의 영향을 미치지 않습니다. PVD 사출 성형 도구 표면 처리는 오늘날 업계에서 가장 수용 가능한 것 중 하나입니다. 그러나 이 공정이 수반하는 매우 높은 온도를 견딜 수 있는 재료에만 사용됩니다. 이 프로세스는 숨겨진 부품이 많은 매우 상세한 금형에도 적합하지 않습니다.

PVD 코팅은 각각 전체 성능 향상에 중점을 두는지 미적 감각 향상에 중점을 두는지에 따라 기능적이거나 장식적일 수 있습니다. 질화티타늄(TiN)은 기능성 PVD 코팅의 한 예이며 Zr 기반 필름은 장식용 PVD 코팅의 예입니다.

CVD 코팅

CVD는 Chemical Vapor Deposition의 약자입니다. 이 코팅의 원리는 PVD와 유사하지만, 주요 차이점은 CVD 코팅에서 금형을 코팅하는 박막을 생성하기 위해 화학 반응을 사용한다는 것입니다.

CVD 코팅 공정은 일반적으로 CVD 반응기에서 수행됩니다. PVD 코팅의 문제 중 하나는 코팅이 수행되는 고온입니다. 음, CVD 코팅은 훨씬 더 높은 온도(약 1925F)에서 수행됩니다. 이것은 상상할 수 있듯이 이 금형 처리를 고온을 견딜 수 있는 구성 요소로 제한합니다.

이 코팅 공정에서 형성되는 박막은 기체상과 반응기의 뜨거운 금형 표면 사이의 반응으로 인해 발생합니다.

PVD와 마찬가지로 CVD 코팅은 마모 및 마모에 강한 견고한 금형을 보장합니다. 형성된 필름도 일반적으로 나노미터 범위로 매우 얇아서 금형의 최종 치수가 크게 변경되지 않습니다.

CVD 코팅은 다양한 금형 부품, 특히 슬라이딩이 많이 필요한 부품에 유용합니다. 그러나 이 프로세스의 가스 의존적 특성으로 인해 일부 영역을 마스킹하는 것이 어렵거나 불가능할 수도 있습니다.

이러한 프로세스 중 많은 부분이 신속한 툴링 동안 적절하게 고려된다는 점은 주목할 만합니다. RapidDirect에서 최고의 신속한 도구 서비스를 찾을 수 있습니다.

곰팡이 처리 시 고려사항

다양한 금형 마감 도구를 적용하기 전에 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다. 다음은 그 중 일부입니다.

1. 금형 처리 공정을 거치는 금형 구성 요소 또는 부품의 유형을 잘 검사해야 합니다. 금형 마감 도구를 선택하지 마십시오. 그보다는 공정마다 금형 표면에 미치는 열 영향이 다르기 때문에 금형 구성요소의 내열성을 고려하십시오. 또한 최종 치수 변경으로 감당할 수 있는 여유가 작용해야 합니다. 일부 금형 구성 요소는 매우 얇은 필름이 필요한 반면 다른 금형 구성 요소는 상대적으로 두꺼운 코팅이 필요할 수 있습니다.
2. 곰팡이 처리 비용은 고려해야 할 또 다른 필수 요소입니다. 최상의 공정은 일반적으로 비용이 더 많이 들지만, 특히 사출 금형이 간헐적으로만 사용되는 경우에는 더 저렴한 옵션을 선택하는 것이 더 경제적인 경우가 있습니다.
3. 또한 금형과 공정의 호환성을 확인해야 합니다. 예를 들어, 일부 프로세스는 마스킹을 허용합니다. 다른 사람들은 그렇지 않습니다. 따라서 일부 금형 구성 요소를 마스킹하는 것이 금형 처리에 필수적인 경우 마스킹이 가능한 공정을 선택해야 합니다. 균일한 코팅에도 동일한 원칙이 적용됩니다.

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