다중 재료 사출 성형의 재료 호환성:오버몰딩 및 투샷 공정에 대한 전문가 지침

2021년 11월 24일 게시

2021년 11월 24일 fastradius.com에 원래 게시됨

다중 재료 사출 성형은 두 개 이상의 서로 다른 재료를 하나의 통합 플라스틱 구성 요소에 결합하는 모든 사출 성형 공정을 의미합니다. 가장 널리 사용되는 두 가지 기술은 오버몰딩과 투샷(더블샷) 성형입니다.

오버몰딩에서는 먼저 선택한 열가소성 수지를 사용하여 견고한 기판을 성형합니다. 그런 다음 해당 기판을 별도의 오버몰드 캐비티에 배치하고 용융된 오버몰드 재료를 주입하여 기판을 감싸거나 덮습니다. 냉각되면 두 폴리머가 화학적으로나 기계적으로 결합되어 강도와 내구성이 향상된 부품이 생성됩니다. 이중 도구 설정으로 인해 툴링 비용이 증가하지만 다운스트림 어셈블리를 제거하면 제품 수명 주기 동안 인건비와 자재 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

투샷 사출 성형은 단일 도구로 비슷한 결과를 얻습니다. 제1재료를 주입하여 기판을 형성하는 단계; 일단 응고되면 주형이 열리고 두 번째 챔버가 180° 회전하여 기판이 두 번째 재료와 접촉하게 됩니다. 그런 다음 두 번째 폴리머를 주입하여 첫 번째 층에 결합시킵니다. 도구 설계가 더 복잡하고 비용이 많이 들지만 2샷 성형은 더 빠른 사이클 시간을 제공하고 대량 생산에 이상적인 반면, 오버몰딩의 수동 전송은 소량 실행에 더 적합합니다.

화학적 호환성에 뿌리를 둔 재료 호환성은 폴리머가 다른 폴리머에 노출되었을 때 얼마나 안정적으로 유지되는지를 설명합니다. 호환되지 않는 쌍은 화학적으로 반응하여 공백, 변색 또는 심지어 치명적인 고장을 초래할 수 있습니다. 화학적 결합을 형성할 수 없는 폴리머의 경우 접합 무결성을 유지하기 위해 확실한 기계적 고정이나 물리적 인터록이 권장됩니다.

사출금형 재료 선택 시 주요 고려사항

두 수지 간의 불일치로 인해 생산 구역의 냄새가 오래 지속되는 것부터 폭발성 배럴 고장까지 모든 일이 발생할 수 있습니다. 따라서 엔지니어는 금형 설계를 결정하기 전에 수지 조합을 주의 깊게 평가하고 금기 사항이 없는지 확인해야 합니다.

일반적으로 호환되지 않는 페어링은 다음과 같습니다:

• PVC 또는 CPVC를 함유한 아세탈
• 아세탈, PVC 또는 CPVC가 포함된 이오노머
• 아세탈, PVC 또는 CPVC가 포함된 TPV

동일한 머신 배럴과 스크류를 여러 레진에 사용하는 경우 호환성 여부에 관계없이 철저한 분해 및 청소가 필수적입니다. 호환되지 않는 수지의 미량 잔류물이라도 반응을 일으킬 수 있습니다.

마찰, 접착 및 마모가 복합 재료 사출 성형에 미치는 영향

마찰학(움직이는 표면 사이의 마찰과 마모에 대한 연구)은 스냅핏 또는 연동 부품을 설계하는 데 중요한 역할을 합니다. HDPE 또는 아세탈과 같이 마찰이 적고 내마모성이 높은 소재를 선택하면 걸림을 방지하고 부품 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다.

엔지니어는 플라스틱이 주위에 성형될 때 마모를 줄이기 위해 청동이나 황동과 같은 금속 인서트를 통합할 수도 있습니다. 포지티브 고정 기능을 통한 기계적 결합은 견고한 접합을 보장하는 동시에 금속의 낮은 마모 특성으로 인해 장기적인 성능 저하를 완화합니다.

오버몰딩 및 투샷 공정이 화학적 또는 기계적 결합을 생성하더라도 특히 열가소성 엘라스토머(TPE)의 경우 접착 불량이 여전히 발생할 수 있습니다. 얇은 오버레이(1/16인치 미만)는 너무 빨리 냉각되어 제대로 접착되지 않을 수 있으며, 길이 대 두께 비율이 불균형하면 말림이나 박리가 촉진될 수 있습니다.

엘라스토머 유형에 관계없이 접착력을 향상하려면 다음 전략을 고려하십시오.

• 얇아지는 것을 방지하려면 기판과 오버레이 사이의 급격한 전환을 설계하세요.
• 녹은 재료가 완전히 멈추도록 차단 장치를 사용하고 말림이나 찢어질 가능성이 있는 지점을 제거합니다.
• 오버몰딩 중에 공기가 갇히는 것을 방지하려면 도구에 적절한 환기가 이루어지도록 하세요.
• 더 나은 결합을 촉진하려면 인서트와 기판을 깨끗하게 유지하세요.
• 접착력을 강화하려면 인서트를 예열하세요.

SyBridge를 이용한 마스터 사출 금형 재료 선택

다중 재료 사출 성형은 내구성이 뛰어난 통합 부품을 제공하지만 올바른 폴리머 조합을 선택하려면 화학, 마찰 공학 및 설계에 대한 전문 지식이 필요합니다. SyBridge와 같은 노련한 파트너는 재료 선택, 설계 최적화 및 생산 계획을 안내하여 안정적인 조인트와 고품질 부품을 보장할 수 있습니다.

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