우레탄 주조를 위한 중요 설계 지침

생산 방법으로 우레탄 주조는 사출 성형의 단단한 도구와 극명한 대조를 이룹니다. 사출 성형에는 값비싸고 힘든 도구가 필요하지만 우레탄 주조는 유연한 실리콘 주형을 사용하므로 제조업체는 훨씬 더 짧은 리드 타임과 더 낮은 비용으로 고품질의 최종 사용 부품을 생산할 수 있습니다. 그렇기 때문에 이 프로세스는 브리지 툴링, 소량 생산 실행, 신속한 프로토타이핑, 조인트 제작 및 미세한 디테일(예:양각 글자)이 있는 부품 제조에 일반적으로 사용됩니다.

우레탄 주조 빌드 프로세스에는 먼저 마스터 패턴, 즉 최종 부품의 복제본(종종 3D 인쇄)을 만드는 작업이 포함됩니다. 그런 다음 패턴을 액체 실리콘으로 완전히 감싸고 경화시킵니다. 몰드를 반으로 자르고 패턴을 제거합니다. 거기에서 적절한 우레탄 캐스팅 수지를 사용하여 프로세스를 반복할 수 있습니다.

폴리우레탄 주조 재료는 사출 성형에 사용되는 열가소성 수지에 필적하는 성능 특성을 제공할 수 있습니다. 그러나 다른 생산 방법과 마찬가지로 모든 성능 요구 사항을 충족하는 고품질 부품을 주조하는 과정에서도 제품 팀은 DFM(Design for Manufacturability) 모범 사례를 따라야 합니다. 다음은 제품 팀이 염두에 두어야 할 가장 중요한 몇 가지 지침입니다.

공차

제조에서는 어느 정도의 변동이 불가피하며(팀은 가능한 한 많은 변수를 고려하도록 노력해야 함) 공차는 개별 단위 간의 허용 가능한 치수 변동입니다. 주조 우레탄 공차는 일반적으로 인치당 ± 0.015” 또는 ± 0.003 중 큰 값입니다. 더 엄격한 허용 오차는 사례별로 제공될 수 있습니다.

일반적으로 수축률은 +0.15%가 일반적입니다. 이는 우레탄 주물 재료의 열팽창과 유연한 실리콘 몰드가 반응하여 따뜻해지는 방식으로 인해 발생합니다.

또한 우레탄 캐스트 부품은 후처리에 잘 걸리지만(연마 또는 맞춤형 마감과 같은 추가 공정은 생산 비용을 빠르게 증가시킬 수 있음) 날카로운 모서리나 글자와 같은 일부 디자인 기능은 약간의 반올림이 발생할 수 있습니다. 냉각 과정은 세부 사항의 정의에 영향을 미칩니다. 즉, SPI 마감 또는 질감을 모방한 마스터 패턴에 마감을 추가할 수 있습니다. 또한 우레탄 주물 부품을 Pantone 색상에 맞게 도색할 수 있으며, 주물 재료에 특정 색상과 안료를 직접 추가할 수도 있습니다.

벽 두께

우레탄 주조로 생산된 부품은 최소 벽 두께가 0.040"(1mm)이어야 하지만 일부 작은 구성 요소의 경우 0.020"(0.5mm)만큼 얇은 벽을 얻을 수 있습니다. 더 큰 부품은 일반적으로 부품의 구조적 무결성을 보장하기 위해 더 두꺼운 벽이 필요합니다.

우레탄 주조는 다양한 벽 두께 또는 불규칙한 기하학적 구조를 가진 부품을 허용하지만 이러한 부품 설계는 꼭 필요한 경우에만 수행해야 합니다. 일정한 두께를 유지하면 경화 과정에서 부적절한 수축 및 변형 가능성을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

언더컷 및 드래프트

언더컷은 사출 성형 설계를 빠르게 복잡하게 만들 수 있지만 우레탄 주조에 사용되는 실리콘 몰드의 유연한 특성으로 인해 일반적으로 부품을 손상 없이 쉽게 제거할 수 있습니다.

구배 각도도 마찬가지입니다. 구배 각도는 금형에서 조각을 꺼내는 데 필요하지만 우레탄 주조 부품에는 덜 중요합니다. 즉, 3-5도의 구배를 부품 설계에 통합하면 금형의 변형을 크게 줄이고 수명 주기를 연장할 수 있습니다.

갈비뼈

리브는 안정성과 강도를 추가하지만 지지하는 벽의 굽힘 강성을 최대화할 수 있도록 방향을 지정하는 것이 중요합니다. 일반적으로 리브 높이는 너비의 3배를 넘지 않아야 하며 리브가 부품 벽과 만나는 너비는 벽 두께의 40-60% 사이여야 합니다. 마지막으로, 리브의 강도를 최대화하려면 모든 내부 모서리의 필렛 반경이 부품 벽 두께의 25% 이상이어야 합니다.

보스

보스를 사용하면 나사, 핀 및 기타 패스너를 사용하여 안전한 결합 부품을 부착할 수 있습니다. 리브와 마찬가지로 베이스 반경은 부품 벽 두께의 약 25%여야 하며, 이 경우 보스에 고정될 때 패스너가 타는 것을 방지하는 데 도움이 되는 추가 이점이 있습니다.

내부 보스 모서리는 두께를 최소화하고 싱크가 발생할 가능성을 줄이기 위해 0.060"(1.5mm) 필렛 반경을 사용해야 합니다. 보스가 공칭 벽 두께의 60%를 넘지 않도록 하는 것도 수축을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

지금 우레탄 주조의 이점 활용

우레탄 주조의 장점(예:짧은 리드 타임, 저렴한 비용, 설계 및 재료 유연성)은 설계 및 제조 모범 사례를 준수하는 경우에만 진정으로 효과가 있습니다. 즉, 우레탄 주조 재료 특성, 고무 부품의 일반 공차 및 그 사이의 모든 것과 같은 변수에 주의를 기울여야 합니다. 이는 숙련된 제조 파트너의 도움 없이 빠르게 복잡해집니다.

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