사출 성형 마스터하기: 성공을 이끄는 설계 요소

사출 성형 부품이 될 모델에서 당사가 좋아하는 설계 요소는 많습니다. 때로는 모델이 완벽하게 맞아떨어집니다. 설계자/엔지니어가 공정으로 무엇을 할 수 있고 할 수 없는지 훌륭한 감각을 가지고 있음을 알 수 있고, 모든 것은 사출 성형 작동 원리에 대한 확고한 지식에서 시작됩니다.

성형 설계 체크업 받기!

성형 부품을 원한다면 설계가 그 공정을 말해줘야 합니다. 당사는 CAD를 검토해 부품이 성형 가능하게 설계되었는지 초기 판단하거나, 3D 프린팅이나 CNC 가공 같은 다른 옵션을 제안할 수 있습니다. 생산 시작 후 세상을 바꿀 작은 변경을 제안할 수도 있습니다. 초기 피드백을 받으면 나중에 많은 골칫거리, 시간, 비용을 아낄 수 있습니다.

냉각: 두께가 부품에 미치는 영향

성형 부품을 설계할 때 벽 두께를 생각하시나요? 당사는 모델에서 균일한 벽 두께를 보는 것을 좋아합니다. 이는 여러분이 성형 부품이 어떻게 식고 굳는지 시각화하고 있음을 알려줍니다. 부품에 0.060~0.120인치(1.5~3.0mm) 사이의 균일한 벽 두께를 갖는 것은 부품이 고르게 식도록 보장하는 데 필수적입니다. 다르게 보면, 부품을 너무 부서지기 쉽거나 채우기 어렵게 만들 위험을 감수하면서 너무 많은 무게를 절약하려 하지 마세요.

균일한 두께 사용 외에도 얇은 벽을 설계하면:

• 크랙(cracking)
• 두꺼운 벽으로 둘러싸인 경우 냉각 억제와 휨 가능성
• 불완전 충진 또는 쇼트(shorts)
• 약한 니트 라인과 파단점
• 파팅 라인에서의 과도/조기 마모

벽을 지나치게 두껍게 만들면 다른 기능적 문제가 생깁니다:

• 싱크(sink)
• 기공(porosity)
• 휨(warp)
• 플로우 라인(flow lines)

1도 드래프트 픽 또는 분리를 위한 1도 추가

드래프트(draft)는 부품이 손상 없이 금형에서 쉽게 빠져나오게 하는 (종종 미세한) 각도입니다. 드래프트를 자동으로 추가하길 바랍니다. 설계에 드래프트 없이 부품을 만들면 나중에 추가하기 어려울 수 있습니다. 공급업체가 드래프트가 어디에 있어야 하고 없어야 하는지 결정하도록 기대하지 않는 것이 좋습니다. 그들이 귀하 어셈블리에 부품을 공급할 때 리스크가 있습니다. 드래프트 위치를 설계에 전달하면 금형 제작자에게 올바른 이야기를 전할 수 있습니다. 드래프트가 설계에 포함하기 얼마나 쉬운지 알기에 항상 설계에 드래프트를 추가하세요.

드래프트는 부품이 추가 응력 없이 금형에서 쉽게 밀려나거나 떨어져 나가게 합니다. 와플 메이커나 분트 팬(Bundt pan) 같은 요리 예시를 자주 듭니다. 구운 음식이 금형에서 자유롭게 떨어지도록 충분한 드래프트가 있습니다.

화장품 부품은 더 많은 드래프트가 필요합니다. 특히 텍스처와 폴리싱 적용 시. 기능성 부품은 많은 드래프트가 필요하지 않을 수 있지만, 알루미늄 툴링 사용 시 사출 성형에서 고려해야 할 최소 드래프트는 1도입니다. 또한 '0.5'를 입력하는 것보다 '1'을 입력하는 게 더 쉽습니다. 드래프트 추가 시 최소 1도라고 생각하세요.

드래프트와 균일한 벽 두께의 결합은 부품이 금형 내에서 바인딩이나 트위스팅 없이 식게 해 부품과 금형에 내부 응력이 추가되는 것을 막습니다. 부품이 금형 안에서 포테이토 칩처럼 휜다면 부품 바인딩의 추가 잠금력이 이젝트 시스템에 응력을 더하고 이젝터 핀과 다른 구성요소를 구부려 금형과 고객 부품 손상 위험을 만듭니다. 최악의 경우 드래프트 부족으로 알루미늄과 강철 금형 특징이 파손돼 비용과 시간 모두에서 값비싼 수리가 필요합니다.

우리가 라디우스를 사랑하는 이유 (당신도 사랑해야 하는 이유)

사출 성형에서 용융 레진을 캐비티를 통해 흐르게 합니다. 레진은 날카로운 코너로 강제로 밀려드는 것을 싫어합니다. 특히 식고 이완될 때 더욱 그렇습니다. 라디우스는 날카로운 코너와 급격한 흐름 변화로 인한 전단(shear)과 난류(turbulence)를 줄입니다. 부품의 날카로운 에지는 자연스럽게 이완돼 작은 라디우스를 형성하려 합니다. 날카로운 코너 대신 곡선을 주어 그것을 반영하게 하세요. 부품 지오메트리 내부 코너에 라디우스를 추가하는 것은 부품이 금형에서 깨끗하게 이젝트되도록 돕는 데 필수적입니다.

준비하세요! 시각화 모자와 고글을 쓰세요. 부품은 양형(positive form)입니다. 금형은 반으로 나뉜 음형(negative form)입니다. 따라서 부품의 내부 코너는 금형의 외부 코너입니다. 부품이 식으면 수축합니다. 이때 부품 내부 코너가 금형 외부 코너에 더 강하게 눌립니다. 금형 외부 코너가 날카롭다면 플라스틱 부품은 날카로운 에지를 껴안게 됩니다. 이는 그 날카로운 코너에서 잡히거나 꼬집힘(grab or bind)을 만듭니다. 이젝트 시스템이 이 잡힘을 밀어내야 하고, 이는 금형과 부품에 응력을 만듭니다. 결과는 부품 파손, 금형 파손 가능성, 몰더가 금형과 고객 부품 모두 리스크를 줄이려 시도하며 잘못 처리된 부품으로 이어집니다.

패스스루 코어(pass-through cores)로 리프터, 캠, 기타 언더컷 성형 기술 같은 고가 툴링을 제거하는 경우 이들에도 코너에 라디우스가 필요합니다. 너무 자주 언더컷을 부품을 관통해 투영해 패스스루 코어를 형성하는 솔루션을 만들면서 코너 릴리프를 만들거나 부품이 금형에서 이젝트되도록 돕는 라디우스 공간을 추가하지 않습니다. 핵심: 라디우스를 잊지 마세요.

레진은 돌고 돌아 여기에 나옵니다

노련한 부품 설계자에게 이 말을 하는 게 우습게 느껴질 수 있지만 기억하세요: 사출 성형 모델에는 레진을 캐비티로 밀어 넣을 오리피스(게이트)와 부품을 금형에서 밀어낼 이젝터 핀이 필요합니다. 아마 아실 테고, 그게 당사를 기쁘게 합니다. 설계가 성형 준비가 되도록 몇 가지 팁을 더 드립니다.

표준 단일 캐비티 성형과 신속 턴어라운드 성형은 기본적으로 탭 게이트(tab gate)를 사용합니다. 단순하고 효과적이며 특수 하드웨어가 필요하지 않습니다. 소비자는 고량 생산 부품에서 숨겨지거나 위장된 게이팅을 보는 데 익숙합니다. 일반적으로 기업은 스페셜티 게이팅을 추가해 게이트를 숨기기 위해 상당한 선행 비용을 지불합니다. 비용이 많이 들고 게이트를 숨기려면 연장된 타임라인이 필요합니다. 탭 게이트는 시간이 필요하지 않습니다. 파팅 라인에서 잘리기만 하면 되고, 붐—성형 시작할 수 있습니다.

이젝터 핀은 필수입니다. 단순하고 효과적입니다. 좋은 소식은 일반적으로 부품에 쇼 사이드(show side)와 논쇼 사이드(non-show side)가 있다는 것입니다. 논쇼 사이드는 어셈블리 내부, 쉘이나 하우징 안쪽입니다. 비누 접시처럼 안쪽이 쇼 사이드인 것을 만들 때 어려움을 겪을 수 있습니다. 부품이 식으며 금형에 수축해 달라붙을 수 있기 때문입니다. 이는 몰더가 부품 안쪽을 이젝터 쪽에 놓고 이제는 더 작아진 부품을 금형 코어에서 밀어내기 위해 이젝터 핀을 사용해야 함을 의미합니다. 이는 우리 비누 접시 안쪽에 작은 둥근 특징을 남깁니다. 비누 접시 업계의 골칫거리입니다.

당사는 설계자가 사출 성형 공정을 고려했음이 분명한 CAD 파일을 좋아합니다. 더 좋은 건 CAD 파일을 일찍 업로드해 지오메트리와 제조 공정에 대한 피드백을 받는 것입니다. 규칙을 다 파악하지 못했다면 설계 초기부터 당사와 대화해 최단 시간 내 최상의 부품으로 안내받으세요. 설계가 완료될 때까지 기다리면 몰더가 변경을 요청할 때 놀랄 수 있습니다. 구매 준비가 된 순간 어셈블리의 추가 부품에도 영향을 줄 수 있습니다.

이상이 사출 성형용 CAD 모델에서 당사가 좋아하는 것들입니다. 다른 서비스 라인(CNC 가공, 3D 프린팅, 판금 가공)에서 당사가 좋아하는 설계 요소를 읽어보세요.