형상적응형 냉각:부품 품질 향상 및 사출 성형 주기 시간 단축

2023년 3월 23일 게시

사출 성형용 부품을 설계할 때 일반적인 과제는 부품 설계 내 특정 영역의 냉각 속도를 고려하는 것입니다. 금형이 부품을 적절하게 배출하려면 당연히 냉각되어야 합니다. 그러나 대용량 또는 기하학적으로 복잡한 부품의 경우 부품의 특정 영역이 서로 다른 속도로 냉각되어 사이클 시간이 길어지고 변형 가능성이 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 방지하고 금형의 생산성을 높이려면 물이 부품 내의 더 깊은 영역에 접근할 수 있도록 하는 통합 형상 적응형 냉각 채널로 부품을 설계하여 더욱 고른 냉각을 제공하고 주기 시간을 줄이고 결함 발생을 줄일 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 한동안 존재해 왔지만 금속 3D 프린팅의 발전으로 인해 새로운 형상 적응형 냉각 형상과 결과적인 솔루션이 도구 제조업체에 가능해졌습니다. 

그림 1:사출 성형 도구 설계에 통합된 등각 냉각 채널.

부품 변형 위험 감소

성형 공정 중에 부품은 플라스틱의 외부 표면에서 내부 코어까지 냉각되는데, 일정한 벽 두께로 설계되면 부품의 모든 영역에 대해 이상적으로 동일한 속도로 냉각됩니다. 단순하고 균일한 부품을 사출 성형하는 경우 일반적으로 부품의 모든 영역이 비슷한 속도로 냉각되므로 기존 냉각 방식은 문제가 되지 않습니다.

그러나 부품 설계가 기하학적으로 복잡한 경우 부품이 모든 영역에서 균일한 속도로 냉각되지 않을 수 있으며 이로 인해 변형이 발생하거나 부품을 취출하기 전에 응고시키기 위한 냉각 주기가 길어질 수 있습니다. 사실, 부품 형상이 점점 더 복잡해지는 오늘날의 세계에서는 완벽하게 균일한 냉각 속도를 달성하기가 어렵습니다. 소량 실행의 경우 약간 더 긴 냉각 주기로 인한 비효율성은 성형업체가 무시할 수 있고 견딜 수 있는 수준일 수 있습니다. 그러나 대량 실행의 경우 이러한 효율성은 생산성을 향상하거나 낭비를 줄이는 기회가 될 수 있습니다. 형상적응형 냉각의 결과적인 효율성은 냉각 채널 설계, 부품 설계, 금형 설계, 성형 레시피 등 다양한 요인에 따라 달라집니다. 적절하게 수행되면 형상적응형 냉각 솔루션은 툴링 출력을 50% 이상 향상시킬 수 있습니다. 

기존 냉각

그림 2:빨간색으로 표시된 높은 열 구배와 눈에 띄는 핫스팟을 확인하세요. 3:핫스팟이 있는 부분에서는 변형 정도가 심하여 불량품이 발생할 가능성이 높습니다.

형응형 냉각

금형 툴링에 형상적응형 냉각 채널을 포함하면 뒤틀림을 초래하는 핫스팟을 해결하는 데 도움이 되며 재료 낭비와 결함이 적어 품질이 우수한 부품을 생산할 수 있습니다. 

그림 4:사출 금형 코어(L)와 캐비티(R)에 설계된 형상적응형 냉각 채널을 통해 공기가 금형의 내부 영역에 접근할 수 있어 부품/제품을 균일한 속도로 냉각할 수 있습니다. 5:균일한 온도 분포와 낮은 열 구배를 확인하세요.그림. 6:균일한 냉각으로 인해 결과 부품/제품의 뒤틀림이 최소화됩니다.

더 빨라진 주기 시간

결함 위험을 낮추고 더 나은 품질의 최종 결과를 달성하는 것 외에도 형상적응형 냉각 채널은 종종 상당히 금형 사이클 시간을 줄입니다. 아래 예에서는 형상적응형 냉각을 사용하여 이 대용량 플라스틱 부품의 사이클 시간을 거의 40% 단축하여 금형 생산성을 거의 50% 높였습니다.

그림 7:이 대용량 부품용 툴링에 통합된 형상적응형 냉각 채널(다양한 색상)을 확인하세요. 8:형상 적응형 냉각으로 인해 표시된 부품의 사이클 시간이 40% 감소했습니다.

적합성 적응형 냉각이 귀하의 필요에 적합합니까?

사출 성형 툴링에 형상적응형 냉각 채널을 포함시키는 것은 산업 및 제품 유형 전반에 걸쳐 널리 사용되며, 특히 생명 과학 및 복잡한 기하학적 구조 또는 높은 금형 부피를 가진 부품이 일반적으로 사용되는 소비재 분야에서 널리 사용됩니다. 사출 성형을 통해 대량의 부품을 생산할 계획이고 뒤틀림이 우려되는 경우 형상적응 냉각을 사용하여 사출 성형 툴링을 설계하는 것이 사이클 시간과 부품 비용 절감에 도움이 되는 올바른 솔루션일 수 있습니다. 채널이 부품의 형상과 특정 용도에 맞게 적절하게 설계되었는지 확인하려면 이러한 새로운 접근 방식을 고정밀 툴링에 통합하는 방법에 대해 잘 알고 있는 숙련된 툴링 디자이너와 협력하는 것이 필수적입니다.

SyBridge의 엔지니어들은 사출 성형 및 툴링 설계 프로세스의 전문가이며 다양한 산업 분야의 회사와 협력하여 금형 생산성 향상, 결함 감소 및 고성능 부품 생산과 관련하여 놀라운 결과를 얻을 수 있도록 지원해 왔습니다. 형상적응형 냉각 채널을 추가하면 도움이 될 것으로 생각되는 금형 설계가 이미 있거나 새로운 부품이나 제품을 위한 설계 작업 중이라면 우리 팀이 도와드리겠습니다.

사출 금형 툴링 설계 전문가와 상담하고 형상적응형 냉각이 귀하의 사출 금형 툴링 요구 사항에 적합한지 알아보려면 당사에 문의하세요.