플라스틱 성형품의 불량 원인 및 대책

목차

CHAPTER 1. 공기갇힘 (Air Traps)

CHAPTER 2. 흑점 및 흑줄 생김(Black Specks and Black Streaks)

CHAPTER 3. 타버림 자국 (Burn Marks)

CHAPTER 4. 치수편차 (Dimensional Variation)

CHAPTER 5. 변색 (Discoloration)

CHAPTER 6. 은점 (Fish Eyes)

CHAPTER 7. 플래시 (Flash)

CHAPTER 8. 유동자국 (Flow Marks)

CHAPTER 9. 정체 (Hesitation)

CHAPTER 10. 제팅 (Jetting)

CHAPTER 11. 미충전 (Short Shot)

CHAPTER 12. 은빛줄 (Silver Streaks)

CHAPTER 13. 싱크마크 및 보이드 (Sink Marks and Voids)

CHAPTER 14. 웰드라인 및 멜드라인 (Weld Lines and Meld Lines)

- 참고문헌 및 웹 사이트

본문내용

원인
ⓐ 게이트, 런너 및 얇은 부분 등과 같이 불충분한 크기에 제한적인 흐름이 있는 부분.
ⓑ 낮은 사출 온도 또는 금형 온도.
ⓒ 캐비티 내부의 갇힌 공기를 빼어내기에 불충분한 통기구멍
ⓓ 불충분한 성형기 사출 압력, 사출 부피, 램속도
ⓔ 빈 호퍼, 막힌 이송구멍 또는 사출압력의 손실 또는 사출 부피의 누출을 방지 하는 체크 밸브의 마모 등과 같은 사출 성형기의 결점들
ⓕ 정체, 나쁜 충전패턴 또는 긴 충전시간에 의한 용융수지의 너무 빠른 고화.
3. 대책
ⓐ 제품 설계의 변경: 전략적으로 어떤 벽 단면의 두께를 증가시킨다.
ⓑ 금형 설계의 변경
·얇은 부분을 충전하기 전에 두꺼운 부분을 충전한다. 이렇게 하는 것은 고분 자의 빠른 고화를 일으키는 정체를 피하게 할 것이다.
·유동길이를 줄이기 위해 게이트의 개수 또는 크기를 증가시킨다.
·저항을 줄이기 위해 런너 시스템의 크기를 증가시킨다.
·벤트의 크기와 개수를 증가시킨다.
ⓒ 성형 조건의 변경
·사출 속도를 증가시켜 보다 많은 마찰열을 발생시켜 점도를 낮춘다.
·사출 부피를 증가시킨다.
·배럴 온도 또는 금형 온도를 증가시킨다.
CHAPTER 12. 은빛줄 (Silver Streaks)
1. 정의: 수분, 공기 또는 분해된 플라스틱 입자로 인한 성형품 표면 위의 외관 얼 룩인데, 이는 게이트 위치로부터 퍼지는 방향으로 부채꼴 모양을 형성한다.
2. 원인
ⓐ 수분: 플라스틱 재료는 보관되어 있는 동안 어는 정도의 수분을 흡수한다. 만 약 재료가 성형 전 적절하게 건조되지 않았다면, 수지에 남아 있는 수분 은 사출공정 동안 수증기로 변하여 성형품의 표면에 뿌려질 것이다.
ⓑ 공기: 가소화기간 동안, 어느 정도의 가스가 잡혀서 용융수지에 섞일 수 있다. 만약 공기가 사출공정 동안 빠져나가지 못한다면, 이는 성형품의 표면 에 뿌려질 수 있을 것이다.
ⓒ 재료불순물: 두 재료로 성형할 때, 당신이 한 재료로부터 다른 재료로 바꿈에 따라, 만약 두 번째 재료가 더 높은 온도에서 사출된다면 배럴에 남아 있던 입자들이 타버릴 수 있다. 더욱이 불순물이 섞인 불량제품의 재사 용은 다음 성형품에서 처음 사용하는 재료를 다시 오염시킬 것이다.
ⓓ 배럴온도: 부적절한 배럴온도는 고분자를 분해하여 태우기 시작할 것이다.
3. 대책
ⓐ 금형 설계의 변경
·스프루, 런너, 게이트를 크게 한다. 제한적인 스프루, 런너, 게이트 또는 제품 상의 제한된 부위는 이미 가열된 재료를 악화시키는 과도한 전단열을 발생시 킬 수 있어 재료분해를 유발시킨다.
·적절한 통기구멍 치수에 대해 점검한다.
ⓑ 성형 조건의 변경
·특정 금형에 대해 적절한 사출 성형기 크기를 사용한다.
·한 재료에서 다른 재료로 바꾼다면, 배럴로부터 과거의 재료를 완전히 제거한 다.
·배압을 증가시켜 용융수지에 섞인 공기를 최소화하는데 도움을 준다.
·통기구멍 시스템을 증가시켜 공기 및 수증기를 쉽게 빠져나갈 수 있도록 이용 하는 것이 중요하다.
CHAPTER 13. 싱크마크 및 보이드 (Sink Marks and Voids)
1. 정의: 싱크마크는 두꺼운 부분 또는 리브, 보스 및 내부 필렛 위에서 일반적으 로 일어나는 국부적인 표면 함몰이다. 보이드는 코어에서의 진공 버블이다.
2. 원인: ⓐ 불충분한 재료
ⓑ 낮은 사출 및 패킹압력
ⓒ 짧은 패킹시간 및 냉각시간
ⓓ 높은 수지온도 또는 금형온도
ⓔ 국부적인 형상 특징
3. 대책
ⓐ 제품 설계의 변경
·싱크마크는 싱크마크가 발생되는 부분에 톱니모양과 같은 설계 특성을 더함으 로써 숨길 수 있다.
·두께편차가 최소가 될 수 있도록 제품 두께설계를 수정한다.
·리브, 보스 또는 거싯의 두께는 밑면 두께의 50∼80% 정도 되도록 설계한다. ⓑ 금형 설계의 변경
·게이트 고화시간을 늦추기 위하여 게이트 및 런너의 크기를 증가시킨다. 이는 캐비티에 패킹으로 더 많은 수지가 들어가돌고 한다. 불충분한 게이트 및 런 너크기는 게이트에서 너무 빠른 고화를 일으킬 수 있는데, 이는 캐비티의 완 전한 패킹을 방해한다.
·벤트의 수를 더하거나 통기구멍의 크기를 확장한다.
·벤트는 캐비티 내부에서 게이트 위치를 이동시킨다.
·두꺼운 부분으로 게이트 위치를 이동시킨다.
ⓒ 성형 조건의 변경
·사출 스트로크 마지막 부분에 쿠션을 증가시킨다.
·사출압력과 패킹시간을 증가시킨다.
·스크루 전진시간을 증가시키고 사출속도를 줄인다.
·사출온도와 금형온도를 낮춘다.
·가능한 재료누출을 방지하기 위해 체크 밸브를 점검한다.
CHAPTER 14. 웰드라인 및 멜드라인 (Weld Lines and Meld Lines)
1. 정의: 웰드라인과 멜드라인은 성형할 때 수지의 흐름이 합류하는 장소에 생기는 가는 선 을 말한다. 웰드라인과 멜드라인의 구별은 두 선이 만나는 각도 θ135°보다 적으 면 웰드라인이고 만나는 각도가 θ135°보다 크면 멜드라인이다.
2. 원인: ⓐ 유동불량
ⓑ 수지의 흐름이 부족할 경우
ⓒ 공기 또는 휘발분이 있는 경우
ⓓ 이형제에 의한 경우
ⓔ 착색제의 성질에 의한 경우
ⓕ 제품의 강도상 혹은 외관상 좋지 못할 때
3. 대책
ⓐ 제품 설계의 변경
·두께를 증가시킨다. 이는 압력전달이 용이하고 더 높은 용융수지온도를 유지 하게 할 것이다.
·게이트 위치 및 치수를 조정하거나 제품두께 비율을 줄인다.
ⓑ 금형 설계의 변경
·게이트 또는 런너크기를 증가시킨다.
·웰드/멜드 라인 부분에 통기구멍을 설치한다.
·웰드/멜드 라인을 제거하거나 높은 온도와 높은 패킹압력하에 있는 게이트 부 근에 웰드/멜드 라인을 형성시키기 위하여 게이트 설계를 변화시킨다.
ⓒ 성형 조건의 변경
·수지온도, 사출속도 또는 사출압력을 증가시킨다.
참고문헌 및 웹 사이트
1. "사출 성형 CAE 설계지침", 권태환 외 4명, 문운당, p173∼219.
2. "사출 성형, 금형 설계 기술", 조웅식 저, 기전연구사, p251∼p276.
3. "플라스틱 재료", 김재원 저, 구민사, p120∼p272.
4. http://polybase.polymersnet.com/
5. http://die_mould.snut.ac.kr/강의정보화자료/사출금형설계(1)/index.htm

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