산업기술
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결함은 피하기 어렵지만 쉽게 통제할 수 있습니다. 플라스틱이 거의 모든 산업에서 금속을 대체하고 있습니다. 따라서 플라스틱 성형 수요가 급증하고 있습니다. 불행히도 금속 부품처럼 플라스틱 부품에도 결함이 발생할 수 있습니다.
원인은 제조 공정, 소재, 소재 취급 등 다양합니다. 본 글에서는 다양한 사출 성형 결함, 그 원인, 해결책을 탐구합니다.
플라스틱 부품 결함은 거의 모든 성형 공정에서 발견됩니다. 하지만 사출 성형이 가장 널리 사용되는 플라스틱 성형 공정이므로 결함 사례도 가장 많습니다.
이러한 결함은 더 나은 부품 설계, 금형 설계, 다른 소재, 기타 조치로 쉽게 피하거나 최소한 통제할 수 있습니다. 본 글에서 논의하겠습니다.
다음은 사출 성형 결함에 영향을 미치고 쉽게 통제할 수 있는 핵심 요인입니다.
올바른 소재 선택이 매우 중요합니다. 예를 들어 ABS는 PC보다 성형성이 우수합니다. 어떤 소재는 다른 소재보다 수축률이 더 좋습니다. 따라서 사출 성형에서 결함을 덜 일으키는 소재를 선택해야 합니다.
플라스틱 부품 설계 모범 사례를 따라야 합니다. 예를 들어 균일한 벽 두께, 언더컷 없음, 적절한 립 두께, 적절한 보스 높이와 두께 등입니다. 이러한 모범 사례를 따르면 부품 결함을 줄일 수 있습니다.
최적의 금형 유형 선택은 사출 성형 결함에서 가장 중요한 요인 중 하나입니다. 예를 들어 핫 러너 금형은 콜드 러너 금형보다 결함이 적습니다. 게이트 위치, 노즐 크기, 플로우 라인, 사출 압력 등은 플라스틱 부품 결함 감소에 큰 역할을 합니다.
싱크 마크는 벽 두께가 고르지 않아 발생합니다. 두꺼운 영역은 얇은 영역보다 냉각에 더 많은 시간이 걸리기 때문에 소재가 가라앉으며 자국을 만듭니다. 오목한 싱크홀처럼 보이며 수축은 얇은 섹션 방향으로 발생합니다. 싱크 마크는 평평한 표면에서 더 눈에 띕니다.
플로우 라인은 플로우 마크라고도 하며 사출 성형으로 성형된 부품에서 주로 발견됩니다. 표면에서 벗어난 톤의 물결 모양 선이나 패턴입니다. 이 결함은 소재가 금형을 통과할 때 표면에서 불균일하게 냉각되어 발생합니다.
이 결함은 두 개 이상의 플로우 라인이 만나지만 성형 공정 중 서로 결합하지 않아 수렴하는 선(웰드 라인)을 형성할 때 발생합니다. 구멍 주변에서 발생하며 국부적 약화 구역을 만듭니다.
번 마크는 사출 성형에서 매우 흔합니다. 보통 플로우 경로 끝이나 공기가 갇힌 곳에 나타납니다. 번 마크는 보통 검은색, 갈색, 녹슨 색입니다. 때로는 단순한 변색일 뿐이라 일반 소비자에게 보이지 않으면 부품을 사용할 수 있습니다. 하지만 구조적 불안정을 유발하면 부품은 불합격 처리됩니다.
수축은 플라스틱 부품의 한 영역이 다른 영역보다 빨리 냉각될 때 발생합니다. 이로 인해 부품에 수축이 생겨 실제 형상에서 변형됩니다. 의도한 형상이 평평한 표면이라면 수축 후 평평하지 않게 됩니다. 표면에 물결무늬가 생깁니다. 겨울철 나무가 수축하는 것과 같은 현상입니다.
플라스틱 부품의 보이드는 내부에 갇힌 공기로 인해 발생합니다. 충분한 벤팅 메커니즘이 없어 공기가 빠져나가지 못할 때 생깁니다. 내부에 공기가 갇히면 용융 소재가 공간을 채울 수 없어 부품이 쇼트 숏(short-shot) 상태가 됩니다. 보이드 크기가 너무 크면 부품의 구조적 안정성에 영향을 줍니다.
제팅은 용융 소재의 초기 쇼트가 전체 캐비티가 채워지기 전에 냉각될 때 발생합니다. 게이트 크기가 작고 사출 압력이 높으면 용융 소재가 게이트를 통해 급속히 분사되어 금형이 완전히 채워지기 전에도 냉각됩니다. 이상적인 조건은 금형이 점진적으로 채워지는 것입니다.
쇼트 숏은 사출 성형 부품의 주요 결함입니다. 용융 소재로 금형이 완전히 채워지지 않으면 이 문제가 발생합니다. 이로 인해 플라스틱의 일부분에 소재가 전혀 없어 부품이 불완전해집니다.
쇼트 숏의 주원인은 막힌 게이트나 좁은 게이트로 인한 유동 제한입니다. 소재 점도가 너무 높아도 쇼트 숏이 발생할 수 있습니다. 공기가 내부에 갇혀 있으면 소재가 그 영역을 채울 수 없어 쇼트 숏을 유발합니다.
플래시는 파팅 면(코어가 캐비티와 만나는 부분) 주변으로 나오는 여분의 소재입니다. 부품 가장자리에 얇은 립처럼 보입니다. 플래시 문제는 소재가 플로우 채널 밖의 공간으로 흐를 때 발생합니다. 플래시는 주로 마모된 금형에서 발생합니다. 외관 부품이 아닌 한 주요 문제로 간주되지 않습니다. 플래시는 후가공에서 쉽게 트리밍할 수 있습니다.
변색은 부품 색상이 의도한 것과 다를 때 발생합니다. 때로는 전체 부품이 변색되거나 특정 국부 영역만 그렇습니다. 이는 여러 이유로 발생하지만 주로 호퍼에 남은 펠릿이나 이전 생산 런에서 노즐이나 금형에 남은 잔류 레진 때문입니다. 변색은 구조적 강도에 영향을 주지 않지만 외관 부품에는 바람직하지 않습니다.
이상으로 본 글을 마칩니다. 플라스틱 부품에서 발견되는 다양한 결함에 대해 이해하셨기를 바랍니다. 많은 결함이 있지만 여기에 언급된 10가지 결함이 대부분의 부품에서 발견됩니다.
아직 궁금한 점이나 질문이 있으면 댓글란에 적어주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.
참고 글: 판금 게이지 차트
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