우레탄 캐스팅 성공을 위한 검증된 설계 원칙

생산 방식으로서 우레탄 캐스팅은 사출 성형의 하드 툴링과 대조를 이룹니다. 사출 성형은 비싸고 노동 집약적인 툴링이 필요한 반면, 우레탄 캐스팅은 유연한 실리콘 금형을 사용하여 제조업체가 훨씬 짧은 리드 타임과 낮은 비용으로 고품질 최종 사용 부품을 생산할 수 있게 합니다. 그래서 이 공정은 브리지 툴링, 소량 생산 런, 신속한 프로토타이핑, 조인트 제작, 세밀한 디테일(양각 문자 등)이 있는 부품 제조에 흔히 사용됩니다.

우레탄 캐스팅 빌드 공정은 먼저 마스터 패턴(최종 부품의 복제품, 주로 3D 프린팅)을 만드는 것으로 시작합니다. 패턴을 액체 실리콘으로 완전히 감싸고 경화시킵니다. 금형을 반으로 자르고 패턴을 제거합니다. 거기서부터 적절한 우레탄 캐스팅 수지를 사용하여 공정을 반복할 수 있습니다.

폴리우레탄 캐스팅 재료는 사출 성형에 사용되는 열가소성 수지와 동등하거나 우수한 성능 특성을 제공할 수 있습니다. 그러나 다른 생산 방식과 마찬가지로, 모든 성능 요구사항을 충족하는 고품질 부품을 캐스팅하는 공정에도 제품 팀이 제조 가능 설계(DFM) 모범 사례를 따라야 합니다. 제품 팀이 염두에 두어야 할 가장 중요한 가이드라인은 다음과 같습니다:

공차

제조 공정에서는 어느 정도의 변동이 불가피합니다(팀은 가능한 많은 변수를 설명하기 위해 노력해야 함). 공차는 개별 단위 간 허용 가능한 치수 변동량입니다. 캐스트 우레탄 공차는 일반적으로 ±0.015인치(약 ±0.381mm) 또는 인치당 ±0.003인치 중 더 큰 값입니다. 더 엄격한 공차는 사례별로 제공될 수 있습니다.

일반적으로 +0.15%의 수축률이 전형적입니다. 이는 우레탄 캐스팅 재료의 열팽창과 이에 반응하는 유연한 실리콘 금형의 온도 상승 때문입니다.

또한 우레탄 캐스팅 부품은 후가공에 잘 적응하지만(연마나 맞춤 마감 같은 추가 공정은 제작 비용을 빠르게 증가시킬 수 있음), 날카로운 모서리나 문자 같은 일부 설계 특징은 냉각 과정에서 약간 둥글어질 수 있어 세밀한 디테일의 정의에 영향을 줄 수 있습니다. 하지만 마스터 패턴에 SPI 마감이나 텍스처를 모방한 마감을 추가할 수 있습니다. 우레탄 캐스팅 부품은 팬톤 색상에 맞춰 도색할 수도 있고, 특정 색상과 안료를 캐스팅 재료에 직접 첨가할 수도 있습니다.

벽 두께

우레탄 캐스팅으로 제작된 부품은 최소 벽 두께 0.040인치(1mm)를 가져야 하지만, 일부 소형 부품의 경우 0.020인치(0.5mm)까지 얇게 할 수 있습니다. 대형 부품은 일반적으로 구조적 무결성을 보장하기 위해 더 두꺼운 벽이 필요합니다.

우레탄 캐스팅은 다양한 벽 두께나 불규칙한 형상의 부품을 허용하지만, 엄격히 필요할 때만 그렇게 설계해야 합니다. 일관된 두께를 유지하면 경화 과정에서 부적절한 수축과 변형의 가능성을 최소화할 수 있습니다.

언더컷과 드래프트

언더컷은 사출 성형 설계를 빠르게 복잡하게 만들 수 있지만, 우레탄 캐스팅에 사용되는 유연한 실리콘 금형은 일반적으로 부품을 손상 없이 쉽게 제거할 수 있게 합니다.

드래프트 각도도 마찬가지입니다. 금속 금형에서 부품을 배출하려면 필수적이지만, 우레탄 캐스팅 부품에는 덜 필수적입니다. 다만 부품 설계에 3-5도의 드래프트를 포함하면 금형에 가해지는 응력을 크게 줄이고 수명 주기를 연장할 수 있습니다.

리브

리브는 안정성과 강도를 더하지만, 지지하는 벽의 굽힘 강성을 최대화하도록 방향을 잡는 것이 중요합니다. 일반적인 경험 법칙으로, 리브의 높이는 너비의 3배를 넘지 않아야 하며, 부품 벽과 만나는 리브의 너비는 벽 두께의 40-60% 사이여야 합니다. 마지막으로 리브 강도를 극대화하려면 모든 내부 모서리에 부품 벽 두께의 최소 25% 이상의 필릿 반경이 있어야 합니다.

보스

보스는 나사, 핀, 기타 체결장치를 사용하여 안전한 결합 부품을 부착할 수 있게 합니다. 리브와 마찬가지로 바닥 반경은 부품 벽 두께의 약 25%여야 하며, 이는 체결장치가 보스에 체결될 때 타는 것을 방지하는 추가 이점도 있습니다.

내부 보스 모서리에는 0.060인치(1.5mm) 필릿 반경을 사용하여 두께를 최소화하고 싱크 발생 가능성을 줄여야 합니다. 보스가 공칭 벽 두께의 60%를 넘지 않도록 하는 것도 수축을 최소화하는 데 도움이 됩니다.

오늘 우레탄 캐스팅의 이점 활용하기

우레탄 캐스팅의 장점(짧은 리드 타임, 저비용, 설계 및 재료 유연성 등)은 설계 및 제조 모범 사례를 준수할 때만 진정한 효과를 발휘합니다. 이는 우레탄 캐스팅 재료 특성, 고무 부품의 일반 공차 등 변수에 주의를 기울이는 것을 의미하며, 경험 많은 제조 파트너의 도움 없이는 빠르게 복잡해집니다.

Fast Radius는 검증된 기록을 가진 주문형 제조 플랫폼으로, 우레탄 캐스팅을 통해 타의 추종을 불허하는 품질의 프로토타입과 최종 사용 부품을 제조합니다. 우리의 민첩한 접근 방식으로 모든 규모와 형태의 제품 팀의 리드 타임을 크게 단축하고 운영 효율성을 높일 수 있습니다.

우리 비즈니스는 우수한 부품 제조뿐만 아니라, 생산 공정을 가능한 한 효율적으로 만드는 데도 끊임없이 노력합니다. 심지어 작업을 완수하기 위해 여러 기술을 조합해야 한다면 그렇게 합니다. 자세한 내용은 지금 문의하세요.