우레탄 주조와 사출 성형:제조 가능성을 위한 설계(DFM) 가이드

2022년 1월 10일 게시

2022년 1월 10일 fastradius.com에 원래 게시됨

제조 가능성을 위한 설계(DFM)는 생산하기 쉽고 비용 효율적이며 엄격한 품질 표준을 충족하는 부품을 제작하는 기술입니다. 선택한 제조 방법의 현실을 초기 설계 단계에 통합함으로써 엔지니어는 생산 시간을 단축하고 재료 낭비를 줄이며 비용이 많이 드는 재설계를 피할 수 있습니다.

사출 성형과 우레탄 주조 모두 플라스틱 부품 생산에 널리 사용되지만 각각 고유한 DFM 지침이 있습니다. 이 가이드에서는 주요 차이점을 분석하고, 프로젝트에 적합한 방법을 결정하는 데 도움을 주며, 각 방법에 대한 중요한 디자인 고려 사항을 간략하게 설명합니다.

우레탄 주조 vs. 사출 성형

사출 성형에서 첫 번째 단계는 CNC 가공을 사용하여 정밀 공구 세트(일반적으로 강철 또는 알루미늄)를 설계하고 제작하는 것입니다. 금형의 형상은 부품에 따라 결정되므로 복잡한 형상에는 슬라이드, 리프터 또는 제거 가능한 코어와 같은 추가 요소가 필요한 경우가 많습니다. 코어와 캐비티가 조립되면 용융된 플라스틱이 주입, 냉각, 응고 및 배출되어 완성된 부품을 형성합니다.

반면 우레탄 캐스팅은 CNC 가공이나 3D 프린팅을 통해 생성된 마스터 패턴으로 시작됩니다. 패턴을 금형 상자에 넣고 액체 실리콘을 채우고 경화시킵니다. 경화 후 금형이 분할되어 부품 모양과 일치하는 구멍이 드러납니다. 이 구멍에 우레탄 수지를 붓고 가열된 진공 챔버에서 경화시킵니다.

두 공정 모두 금형 캐비티를 채우는 기본 원리를 공유하지만 툴링, 비용 구조 및 성능 특성은 크게 다릅니다.

• 도구 재료: 사출 금형은 일반적으로 강철 또는 알루미늄으로 되어 있어 높은 내구성과 치수 안정성을 제공합니다. 우레탄 주조 금형은 유연하고 저렴하지만 덜 단단한 실리콘을 사용합니다.
• 비용: 복잡한 사출 금형의 비용은 수만 달러에 달하는 반면, 우레탄 주조 금형의 가격은 일반적으로 수백에서 수천 달러에 이릅니다.
• 리드 타임: 사출 금형 생산에는 몇 달이 걸릴 수 있는 반면, 우레탄 주조 금형은 2주 이내에 준비가 가능합니다.
• 디자인 공차: 우레탄 주조 공차는 실리콘의 유연성으로 인해 더 느슨한 반면, 사출 성형은 견고한 금속 공구 덕분에 더 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다.
• 기능 유연성: 우레탄 캐스팅은 벽 두께 변화 및 언더컷에 더 관대하지만, 사출 성형은 배출 문제를 방지하기 위해 신중한 설계가 필요합니다.

엄격한 공차와 일관된 품질이 요구되는 대량 생산 또는 부품의 경우 사출 성형을 선택하십시오. 생산이 수천 단위로 확장되면 초기 툴링 투자가 성과를 거두게 됩니다. 프로토타입, 소량 생산 또는 신속한 설계 반복의 경우 우레탄 주조는 속도, 유연성 및 비용 절감을 제공합니다.

우레탄 주조 및 사출 성형에 대한 DFM의 주요 관심사

성공적인 DFM은 공차, 벽 두께, 언더컷이라는 세 가지 주요 매개변수에 달려 있습니다. 다음은 각 제조 경로에 대한 모범 사례입니다.

공차

모든 프로세스에는 고유한 치수 변화가 있습니다. 우레탄 주조에서는 진공 상태에서 실리콘 몰드가 약간 움직이면 치수가 일관되지 않아 엄격한 공차가 필요한 부품에 적합하지 않을 수 있습니다. 견고한 사출 금형은 보다 정확한 치수를 제공하지만 플라스틱이 냉각되면서 약간의 수축이 발생합니다. 엔지니어는 선택한 방법의 기능을 반영하는 허용 범위를 설정하고 이에 따라 설계를 조정해야 합니다.

과소 허용(더 저렴하지만 위험함)과 초과 허용(더 비싸지만 신뢰할 수 있음)의 균형을 맞추는 것이 필수적입니다. 부품 기능, 공차 쌓기, 조립품 제약 조건을 고려하세요. 선택한 방법으로 설계가 필수 공차를 충족할 수 없는 경우 다른 기술로 전환하거나 공차를 완화하도록 재설계하세요.

벽 두께

균일한 벽 두께는 부품 일관성, 최적의 응력 분포 및 제조 결함 감소를 촉진합니다. 사출 성형은 일반적으로 대부분의 응용 분야에서 1~4mm 벽을 목표로 하며 전체 두께는 5mm 미만으로 유지합니다. 우레탄 주조는 다양한 두께를 수용할 수 있지만 과도한 두께 차이는 경화 중 수축이나 변형을 초래할 수 있습니다. 두 공정 모두 최대 벽 두께 5mm를 목표로 하세요.

언더컷

부품 배출을 방해하는 기능인 언더컷은 견고한 사출 금형에서 더 문제가 됩니다. 이를 완화하기 위해 제조업체는 슬라이드를 추가하거나, 제거할 수 있는 코어를 생성하거나, 금형의 분할 축에 맞춰 기능을 재설계할 수 있습니다. 우레탄 캐스팅의 실리콘 몰드는 구부려서 언더컷을 풀 수 있어 복잡한 기하학적 구조에 더욱 적합합니다.

설계 단계 초기에 언더컷을 해결함으로써 비용이 많이 드는 툴링 수정이나 재툴링을 피할 수 있습니다.

SyBridge를 이용한 제조 설계

우레탄 주조 또는 사출 성형 중 무엇을 선택하든 DFM을 설계에 통합하면 시간과 비용이 절약됩니다. SyBridge의 숙련된 팀은 프로젝트 요구 사항에 맞는 올바른 공차, 벽 두께 및 언더컷 솔루션을 선택하는 데 도움을 드릴 수 있습니다. 품질과 비용 효율성을 보장하는 상담을 시작하려면 지금 저희에게 연락하세요.