우레탄 주조 대 사출 성형 — DFM 가이드

DFM(Design for Manufacturing)에는 부품 설계를 최적화하여 제조업체가 가능한 한 낮은 단위당 비용으로 고품질 부품을 제작할 수 있습니다. 설계자는 제조 방법과 제한 사항을 고려하여 생산 시간을 단축하고 비용을 절감하며 광범위한 재설계를 방지할 수 있습니다.

DFM 모범 사례는 만들고 있는 제품과 선택한 제조 방법에 따라 다릅니다. 사출 성형과 우레탄 주조는 모두 성형 플라스틱 부품을 만들 수 있는 성형 기술이지만 DFM 지침이 다릅니다. 여기 당신이 알아야 할 모든 것이 있습니다.

우레탄 주조 대 사출 성형

부품 사출을 시작하기 전에 CNC 가공을 통해 적절한 툴링을 설계하고 제조해야 합니다. 부품의 형상은 툴링에 직접적인 영향을 미치므로 복잡한 구성 요소가 있는 경우 복잡한 툴링이 필요합니다. 복잡한 부품은 슬라이드 동작, 리프터 또는 제거 가능한 코어를 금형 설계에 통합해야 할 수 있습니다. 사출 성형 과정에서 코어와 캐비티가 결합됩니다. 그런 다음 녹은 플라스틱이 툴링에 주입되고, 냉각되고, 경화되고, 사용 가능한 부품을 만들기 위해 배출됩니다.

우레탄 주조는 CNC 머시닝 또는 3D 프린팅을 통해 생성된 마스터 패턴으로 시작됩니다. 작업자는 마스터 패턴을 몰드 상자에 넣고 액체 실리콘으로 상자를 채운 다음 경화합니다. 경화 공정이 완료되면 금형을 반으로 절단하여 마스터 패턴을 제거합니다. 뒤에 남은 것은 성형될 부품 모양의 캐비티입니다. 그런 다음 캐비티를 우레탄 캐스팅 레진으로 채우고 가열된 진공 챔버에 넣어 경화시킵니다.

• 두 공정 모두 금형의 캐비티를 플라스틱 재료로 채우는 것을 포함하지만 우레탄 주조와 사출 성형 사이에는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다.
• 사출 성형용 몰드는 강철이나 알루미늄으로 만들어지는 경우가 많아 우레탄 주조에 사용되는 실리콘 몰드보다 내구성이 훨씬 뛰어납니다.
• 우레탄 주형을 만드는 것은 사출 성형을 위해 만드는 것보다 비용이 적게 듭니다. 복잡한 사출 금형은 쉽게 수만 달러의 비용이 들 수 있지만 우레탄 주조 금형을 제작하는 데는 일반적으로 수백 또는 수천 달러가 소요됩니다.
• 사출 금형이 생산 단계에 진입하는 데 몇 달이 걸릴 수 있지만 우레탄 주조 금형은 2주 이내에 도구로 만들 수 있습니다.
• 우레탄 주조는 사출 성형보다 벽 두께와 언더컷이 더 관대합니다.

대량 생산을 계획 중이거나 공차가 엄격한 경우 사출 성형을 고려하십시오. 금속 몰드는 실리콘 몰드보다 내구성이 강하고 단단하며 금속은 지속적으로 일관된 부품 품질을 제공합니다. 또한 우레탄 주조에 비해 사출 성형 시 훨씬 더 많은 제어가 가능합니다. 제조업체는 재료 흐름 및 냉각 속도를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 사출 성형 시 사출 온도 및 위치도 제어할 수 있습니다. 사출 성형을 위한 금형을 만드는 비용이 처음에는 높아 보일 수 있지만 수천 개의 부품으로 나누면 비용 효율적입니다.

반면에 우레탄 주조는 프로토타입을 개발하거나 소량 생산을 실행할 때 이상적입니다. 소프트 툴링은 속도, 유연성 및 경제성을 제공하기 때문입니다. 제품에 대한 수요가 높지만 영구 툴링이 아직 준비되지 않은 경우 우레탄 주조로 생산을 시작할 수 있습니다.

우레탄 주조 및 사출 성형에 대한 주요 DFM 문제

우레탄 주조 또는 사출 성형을 위한 DFM의 경우 공차, 벽 두께 및 언더컷을 염두에 두어야 합니다.

공차

완벽한 제조 프로세스는 없으므로 설계자와 엔지니어는 허용 가능한 공차를 설정하여 이러한 변형을 허용합니다. 부품은 기본 측정의 허용 가능한 측정 변동과 비교되므로 치수가 이러한 제약 조건을 준수하는 부품은 허용 가능한 것으로 간주됩니다. 공차에 정의된 양을 초과하는 치수 변화가 있는 것은 의도한 대로 작동하지 않습니다. 이러한 허용 오차는 설계 프로세스 중에 설정되며 사용할 수 있는 제조 프로세스를 지정합니다.

캐스트 우레탄으로 엄격한 공차를 달성하는 것은 불가능하지는 않더라도 매우 어렵습니다. 왜냐하면 몰드는 진공 하중에 의해 움직일 수 있는 유연한 실리콘으로 만들어지기 때문입니다. 믿을 수 없을 정도로 정확한 구성 요소가 필요한 경우 부품을 제조하는 데 주물 우레탄을 사용해서는 안 됩니다.

반면에 금속 사출 금형은 움직일 수 없기 때문에 최종 측정 치수의 변동이 적습니다. 그러나 용융 플라스틱은 냉각되면서 수축하므로 부품의 최종 측정 치수에 약간의 변동이 발생합니다. 이를 반영하는 사출 금형 공차를 설정해야 합니다.

미달 허용 오차는 더 저렴할 수 있지만 사용성에 영향을 줄 수 있으며 허용 오차 초과는 더 비싸고 시간 소모적입니다. 시간을 내어 둘 사이의 완벽한 균형을 찾으면 부품이 신뢰할 수 있고 기능적이며 의도한 대로 다른 부품과 잘 맞는지 확인할 수 있습니다. 부품의 기능, 공차 스태킹, 제조 및 조립 프로세스를 고려하십시오. 선택한 제조 방법이 허용 오차 요구 사항을 충족할 수 없는 경우 다른 제조 기술을 사용해야 할 수도 있습니다. 또한 부품이 느슨한 공차로 작동하도록 재설계할 수도 있습니다.

벽 두께

균일한 벽 두께를 유지하는 것은 부품 간 일관성을 높이고 응력 분포를 개선하며 비용을 절감하기 때문에 중요합니다. 벽 두께가 일정하지 않거나 균일하지 않으면 사출 성형 부품에 뒤틀림, 싱크 마크, 수축, 쇼트 샷 또는 보이드가 발생할 수 있습니다.

부품의 이상적인 벽 두께는 크기, 형상, 구조적 및 미적 요구 사항에 따라 다릅니다. 최상의 결과를 얻으려면 사출 성형 부품의 벽 두께가 1-4mm인 것이 좋습니다. 우레탄 주조로 부품을 만들 때 다양한 두께의 벽을 가질 수 있지만 경화 중에 약간의 수축이나 변형이 발생할 수 있습니다. 두 공정 모두 벽 두께를 5mm 미만으로 유지하는 것이 가장 좋습니다.

손상 없이 원피스 몰드에서 부품을 꺼내지 못하게 하는 모든 돌출부 또는 움푹 들어간 부분은 언더컷으로 간주됩니다. 어떤 경우에는 오목한 표면, 홈 및 돌출부가 탈형 프로세스를 어렵게 만들고 부품을 손상시킬 수 있습니다. 다른 경우에는 이러한 기능이 해를 끼치지 않습니다. 이러한 기능과 구성 요소를 어떻게 설계하고 지향했는지에 따라 다릅니다.

언더컷

언더컷의 영향도 제조 방법에 따라 다릅니다. 우레탄 주조 실리콘이 제공하는 유연성 덕분에 언더컷이 발생한 경우 툴링을 구부리거나 늘려서 부품을 분리할 수 있습니다. 훨씬 덜 유연한 사출 성형에 사용되는 금속 도구의 경우에도 마찬가지입니다. 제조업체는 부품을 배출할 수 있도록 작업을 추가하거나, 금형에 구멍이나 슬롯을 생성하거나, 금형이 분리되는 축과 평행한 기능으로 금형을 재설계해야 할 수 있습니다. 그 결과 더 복잡하고 값비싼 도구가 만들어집니다.

Fast Radius를 사용한 제조용 설계

우레탄 주조를 선택하든 사출 성형을 선택하든 DFM을 설계 프로세스에 통합하면 부품당 비용을 낮추고 시간을 절약할 수 있습니다. 설계 시 제조 방법, 공차, 벽 두께 및 언더컷을 고려하여 부품 오정렬을 최소화하고 생산 공정을 최적화할 수 있습니다.

어떤 제조 공정을 선택하든 Fast Radius는 최종 제품의 품질과 비용에 만족할 수 있도록 제조 가능성을 위한 설계를 도와드릴 수 있습니다. 당사의 전문가 팀은 적절한 공차 및 벽 두께에 대해 조언을 제공하거나 설계에 가장 적합한 언더컷 해결 방법을 결정하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 시작하려면 지금 문의하세요.