우레탄 주조를 위한 5가지 디자인 팁

우레탄 주조는 3D 인쇄 마스터 패턴과 실리콘 몰드를 사용하여 최종 사용 플라스틱 부품을 만드는 다재다능한 전통적인 제조 공정입니다. 우레탄 주조 공정에서 마스터 패턴을 밀봉된 상자 안에 넣고 액체 실리콘으로 덮은 다음 경화합니다. 실리콘이 경화된 후 제조업체는 마스터 패턴을 풀기 위해 실리콘을 반으로 자릅니다. 이 시점에서 주조 우레탄 몰드를 사용할 준비가 된 것입니다.

맞춤형 주조 우레탄 부품을 만들기 위해 엔지니어는 우레탄 주조 수지(일반적으로 사출 성형에 사용되는 플라스틱의 물리적 특성을 모방할 수 있는 폴리우레탄 소재)를 금형에 붓고 오븐에서 경화시킵니다. 마지막 부분은 일반적으로 후처리가 거의 필요하지 않습니다.

하드 툴링보다 저렴하고 시간이 덜 소요되는 우레탄 주조는 복잡한 빌드의 신속한 프로토타이핑 및 중소 규모 생산 실행에 이상적입니다. 이 제조 프로세스를 최대한 활용하기 위해 제품 팀은 제조 가능성을 위해 설계하고 초기에 금형 설계를 최적화하여 생산 프로세스를 능률화하고 비용을 낮게 유지해야 합니다. 다음은 깨끗하고 기능적인 맞춤형 캐스트 ​​우레탄 부품을 만들기 위한 5가지 필수 설계 팁입니다.

우레탄 주조를 위한 5가지 주요 디자인 팁

1. 균일한 벽 두께 제공

많은 엔지니어들은 사출 성형보다 우레탄 주조를 선호하는데, 그 이유는 전자의 공정이 벽 두께의 더 큰 변화를 제공하기 때문입니다. 그러나 주어진 우레탄 금형 설계가 균일한 벽을 특징으로 하는지 확인하는 것이 여전히 중요합니다. 균일한 벽은 경화 중 변형 위험을 줄이고 금형이 완전하고 정확하게 채워지도록 하며 다른 설계 문제를 완화합니다.

최소 벽 두께는 0.040"(1mm)가 권장되지만 작은 부품의 경우 벽이 0.020"(0.5mm)만큼 얇을 수 있습니다. 더 큰 부품의 경우 벽이 적절한 지지를 제공할 수 있도록 벽 두께는 항상 부품 크기에 비례하여 증가해야 합니다.

2. 수축에 대한 설명

두께가 다른 두 개의 벽이 우레탄 몰드 설계에서 교차하면 수축이 발생할 수 있습니다. 두꺼운 벽은 얇은 벽보다 더 느리게 응고되기 때문에 공칭 벽에 부착되는 영역은 돌출부(리브 또는 보스)가 축소됨에 따라 축소됩니다. 이로 인해 공칭 벽에 함몰된 영역이 발생합니다. 수축을 최소화하고 함몰된 부분을 방지하기 위해 엔지니어는 리브 두께가 리브가 부착되는 벽의 50%에서 60% 사이가 되도록 해야 합니다.

그러나 때때로 우레탄 주물 부품은 우레탄 몰드 설계 결함 이외의 이유로 수축합니다. 우레탄 주조 부품의 최종 치수는 우레탄 주조 재료뿐만 아니라 마스터 패턴 및 금형, 부품 형상의 정확도에 따라 달라집니다. 0.15%의 수축률이 허용되는 것으로 간주되지만 수축률이 이 임계값을 초과하면 엔지니어는 우레탄 금형 설계를 다시 검토해야 합니다.

3. 갈비뼈 사용

우레탄 몰드 설계에 리브를 추가하면 두께를 추가하지 않고도 끝 부분의 강도와 강성을 높일 수 있습니다. 리브를 올바르게 사용하려면 엔지니어는 다음 지침을 준수해야 합니다.

높이

긴 리브는 더 큰 보강을 제공하지만 긴 리브를 주조하면 부품을 성형하기 어려울 수 있습니다. 이러한 이유로 리브는 두께의 3배인 높이를 초과해서는 안 됩니다. 높이 문제를 완전히 피하기 위해 엔지니어는 하나의 긴 리브 대신 여러 개의 짧은 리브를 사용하여 부품의 강성을 높일 수 있습니다.

너비

부품 교차점의 리브 너비는 부품 두께의 40%~60%여야 합니다. 필렛 반경이 설계에 포함된 경우 부품 두께의 25% 이상이어야 합니다. 이러한 매개변수는 갈비뼈를 최대한 강하게 만드는 데 도움이 됩니다.

구배 각도

엔지니어는 침몰 가능성을 줄이도록 설계된 리브를 구배해야 합니다. 각 면의 드래프트 각도는 0.25도에서 0.5도 사이여야 하며 각 면의 드래프트 각도는 동일해야 합니다. 질감이 있는 표면의 경우 0.025(0.001인치) 질감 깊이마다 1.0도 구배를 추가합니다.

간격

엔지니어는 부품의 무게를 모든 리브에 고르게 분산시키기 위해 연속적인 리브를 두께의 최소 2배 이상 떨어뜨려 놓아야 합니다.

방향

리브 방향은 부품이 응력을 받는 방식과 위치를 결정하므로 엔지니어는 부품의 굽힘 강성을 최대화하는 방식으로 리브를 배열하는 데 주의해야 합니다. 리브가 잘못된 위치에 배치되면 부품의 강도에 긍정적인 영향을 미치지 않습니다.

제품 팀은 또한 갈비뼈로 작업할 때 교차점과 침하를 염두에 두어야 합니다. 리브가 부품과 교차하는 지점에서 리브가 무거우면 부품이 빠질 수 있습니다. 리브 교차점에서 가라앉는 것을 방지하기 위해 엔지니어는 필렛을 사용하여 부품 표면의 응력을 완화하고 부품 반대쪽의 싱크를 줄일 수 있습니다. 필렛의 반경은 최소한 부품 두께의 1/4이어야 합니다. 또한 부품을 코어링하거나 경량화하면 사용되는 재료의 양이 줄어들고 부품 전체에 걸쳐 균일한 벽 두께를 유지하는 데 도움이 됩니다.

리브는 최종 부품의 성능을 극적으로 향상시킬 수 있지만 엔지니어와 제품 팀은 도취되어서는 안 됩니다. 리브는 부품에 추가 보강이 필요한 경우에만 유용합니다. 그렇지 않은 상황에서 리브는 종종 부적절하게 배치되고 부품의 강도나 강성을 향상시키는 데 거의 도움이 되지 않습니다. 또한 불필요한 리브는 부품의 무게와 가격을 증가시키고 성형 문제를 일으키며 재료 낭비의 원인이 됩니다. 엔지니어와 제품 팀은 우레탄 몰드 설계에 리브가 필요한지 여부를 결정할 때 이러한 고려 사항을 염두에 두어야 합니다.

4. 드래프트 및 언더컷 고려

액체 실리콘은 모든 금형의 모양을 취할 수 있기 때문에 드래프트 및 언더컷은 우레탄 주조에서 문제가 되지 않습니다. 그러나 엔지니어가 사출 성형과 같은 다른 프로세스를 사용하여 최종적으로 제조될 프로토타입을 만들기 위해 우레탄 주조를 사용하는 경우 최종 사용 생산을 위한 설계를 생성해야 합니다. 여기에는 드래프트 및 언더컷 통합이 포함될 수 있습니다. 긴 제로 드래프트 피쳐는 금형에서 부품을 추출할 때 부품 파손의 약간의 위험이 있으므로 특히 대규모 생산 실행의 경우 약간의 각도가 유용할 수 있습니다.

5. 문자와 로고 사이에 충분한 간격을 포함하세요.

우레탄 주조를 사용하면 설계자가 고품질의 융기 또는 오목한 문자와 로고를 맞춤형 주조 우레탄 부품으로 쉽게 성형할 수 있습니다. 글자가 최대한 아름답고 가독성이 좋도록 디자이너는 높이 또는 형상 깊이, 형상 너비, 형상 반경, 형상 사이의 공간을 염두에 두어야 합니다.

제품 팀은 디자인의 세부 사항에 따라 다를 수 있지만 기능 사이에 최소 0.050인치를 남겨야 합니다. 모든 반지름은 적어도 피쳐 높이의 절반과 같아야 하지만 반지름이 클수록 더 좋습니다. 마지막으로 모든 로고 또는 문자의 너비는 높이의 두 배여야 합니다.

우레탄 주조 부품 최적화

우레탄 주조 및 제조 가능성을 위한 설계를 사용하면 몇 가지 작은 설계 변경이 큰 영향을 미칩니다. 엔지니어와 설계자는 벽 두께를 균일하게 유지하고 수축을 고려하며 리브를 효과적으로 사용하도록 해야 합니다. 제품 팀은 최종 사용 생산을 위한 디자인을 만들고 문자와 로고 사이에 충분한 공간을 남겨 심미성을 높임으로써 제조 가능성을 더욱 최적화할 수 있습니다.

Fast Radius와 같은 경험이 풍부한 제조 파트너는 제품 팀이 제조 가능성을 위한 설계를 단순화하도록 도울 수 있습니다. 우리는 한때 불가능하다고 생각했던 제품을 개발하는 데 열정적이며 최신 디지털 디자인 기술을 따라잡는 것을 강조합니다.

획기적인 응용 프로그램을 개발하거나 기존 우레탄 몰드 설계를 최적화하려는 제품 팀은 제조 프로세스 전반에 걸친 당사 설계 팀의 다년간 경험을 활용할 수 있습니다. 맞춤형 주조 우레탄 부품을 시작하려면 지금 저희에게 연락하십시오.

우레탄 주조에 대한 더 많은 설계 팁과 정보는 Fast Radius 학습 센터에서 관련 기사를 확인하십시오.

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