본문내용
지(熱可塑性樹脂)를 성형하는 방법의 중심을 이루고 있다. 공정은 다음과 같다. 먼저 플라스틱에 안료(顔料) ·안정제 ·가소제 ·충전제 등을 첨가하여 원통형 또는 사각형으로 된 수 mm의 칩으로 만든 것, 즉 컴파운드를 호퍼에 넣어둔다. 투입구 바로 앞에 가열실이 있어, 여기서 전열(電熱) ·고압수증기 등으로 가열한다. 스티렌수지나 폴리염화비닐이면 약 170℃, 폴리프로필렌이면 약 200℃로 재료에 따라 알맞게 가열하여 플라스틱을 용융상태로 만든다. 이것을 피스톤으로 투입구를 통해서 금형(金型) 속으로 사출한다. 금형의 구석까지 흘러 들어가면 피스톤은 오른쪽으로 되돌아오고, 금형은 두 짝으로 갈라져서, 금형 속에서 굳은 플라스틱을 밖으로 꺼내게 된다. 매우 작은 것부터 무게 10kg에 이르는 큰 것까지 성형할 수 있으며, 반복해서 사출하여 대량생산을 할 수 있으므로 작업능률이 높다. 성형압력은 500∼1,500kg/㎢이다. 최근에는 베이클라이트계(系)의 열경화성(熱硬化性)수지도 부속설비가 고안되어 사출성형을 할 수 있게 되었다.
ㆍ일반사출성형과 가스 사출성형
가스 사출은 Gas Assistance Injection Molding이라고 하는 것과 초미세 발포 사출(Microcellular Plastics)라는 두 가지로 볼 수 있다. 가스 사출은 일반 사출과는 달리 용융된 수지를 금형으로 넣어 성형할 때 금형에 질소 가스를 넣어서 속이 비어있는 제품을 만드는 사출 공법을 의미한다. 초기에 가스 사출은 가스가 들어간 부피만큼 원재료를 줄일 수 있기 때문에 원재료 절감 차원에서 대대적인 홍보를 하였으나 실제로 그 양이 5~10% 정도밖에 되지 않기 때문에 그리 큰 효과를 보지 못하였다. 왜냐하면 일반적인 사출 제품의 두께가 2~2.5t 정도이기 때문에 Gas의 양을 많이 넣으려고 해도 들어가는 양의 한계가 있기 때문이다. 가스의 주입으로 인해 금형 내에서 용융 수지의 흐름이 빠르고, 양이 더 적게 들어가기 때문에 Cycle time 감소, 형체력 저하 등의 장점을 가지고 있다. 그러나 위의 것들보다 가장 더 큰 장점은 바로 Rib 역할이다. Rib란 제품이 휘는 부분에 덧대어 그 부분의 휨을 잡아주는 역할 뿐만 아니라 강도 개선에도 도움이 되는데 가스 사출은 이 부분에서 탁월한 성능을 자랑한다. TV나 모니터의 Front Cover나 Back cover 제품을 만들 때 많이 사용되는데, Front cover의 경우 정면의 사각형 뒤로 리브가 위치하여야 한다. 왜냐하면 모니터나 TV에 사용되는 재료가 ABS이기 때문에 상대적으로 휨이 많이 가게 된다. 이 부분에 수지의 흐름 방향과 직각 방향으로 리브를 세워야 하는데 그러면 사출 압력이나 속도가 증가되어야 하므로 대신 흐름 방향으로 두꺼운 원기둥을 만들고 이 부분을 가스 사출을 하면 마치 원기둥 형 리브가 세워진 것처럼 제품이 성형이 된다. 가스 사출은 이 부분에서 가장 큰 장점을 갖는다.
★공차 및 정밀도
ㆍ정밀도 : 정밀도란 공작기계로 가공된 공작물의 기하학적 모양·치수·다듬질면의 거칠기 정도를 말한다. 일반적으로 사용하는 공구·공작물 및 공작기계에 따라서 정해진다. 공작기계의 성능에 따라 결정되는 공작정밀도(공작물의 공작정밀도에서 공구 및 공작물의 영향을 제거한 것)는 그 공작기계에 있어서 가장 중요한 성능이다. 공작기계의 공작정밀도는 그 공작기계가 지니고 있는 모형(母型)의 정밀도 또는 공구 및 공작물에 있어서 각각 그 운동의 정밀도, 또는 양자의 상대운동의 정밀도에 따라 정해진다. 이러한 모형의 정밀도와 운동의 정밀도를 높임으로써 공작정밀도가 향상된다. 공작기계의 공작정밀도의 향상은 위에서 열거한 여러 가지의 정밀도를 측정하는 측정기의 진보에 크게 의존하고 있다. 보통의 상거래에서는 이 정밀도가 일반적인 기준이 되며, 기술적인 거래 조건의 하나가 되어 국제적으로는 국제표준화기구(ISO), 국내적으로는 한국산업규격(KS)에 공작기계의 정밀도검사 규격이 정해진다. 공작기계의 수명판정이나, 수리시기의 판정, 예방·보전 등에도 이러한 규격이 기준값으로 사용되고 있다.
ㆍ공차 : 공차란 기계부품 등을 제작할 때 설계상 정해진 치수에 대해 실용상 허용되는 범위의 오차를 말한다. 어느 기준값에 대해 규정된 최대값과 최소값의 차이를 말한다. 기계부품에서 축과 구멍과 같이 끼워 맞춰 사용할 때 단단한 끼워 맞춤인가 헐거운 끼워 맞춤인가에 따라 기계의 성능에 크게 영향을 미친다. 부분품이 알맞은 틈새로 끼워 맞추어지는 것을 끼워맞춤이라 하고, 부분품의 사용목적에 따라 단단한 끼워 맞춤 또는 헐거운 끼워 맞춤이 요구된다. 설계도에 기입된 치수는 설계계산에 의해 정해진 치수이며, 이것을 호칭치수라고 한다. 실제로 기계가공을 하여 완성된 치수와 호칭치수가 똑같기란 어려우므로, 호칭치수에 대해 실용상 허용되는 최대치수와 최소치수를 정하고, 가공해서 다듬질한 후의 치수가 이 최대치수와 최소치수 사이 즉, 공차에 들어 있으면 공작이 쉬워진다. 공차는 끼워 맞추기의 종류에 따라 다르며, 가공된 것이 공차의 범위 내에 들어 있는가를 검사하는 기구를 한계게이지라고 한다.
★결론 및 개선 방법
컨트롤러는 일본제를 많이 사용하고 있으나 유럽제도 사용하고 있다. 외제품은 바디 등이 일반주물이 아닌 특수소재를 사용하여 변형이 적고 안정성에 양호하다. 가공속도나 이송속도가 국산보다는 외제가 월등히 앞서 있다. 국산기계가 개선해야 할 점은 많이 뒤처져 있는 이런 가공속도나 이송속도를 따라잡아야 하는 것이다. 또한 정밀도에 있어서도 공차의 차이가 있다. 정밀도의 공차를 줄이는 것도 현재 국산 기계의 과제이다. 항온항습이 꼭 필요하고 수용성 절삭유를 사용하여야 하며 연기 발생이 없어야 한다. 이런 점을 개선하기 위해서는 고속 사용 시 나뭇잎소재 오일 미스트를 사용하는 것이 좋다. 그리고 밀폐형에서는 컴프레셔를 사용하는것도 좋은 방법이다.
★참고서적, 방문 업체, 인터넷 주소
(주)제이엠피 www.j-mp.com (방문업체)
한국 공작기계 공업 협회 www.komma.org
네이버 www.naver.com
“21세기를 위한 기계공작법” 문운당 조명우 외6명
ㆍ일반사출성형과 가스 사출성형
가스 사출은 Gas Assistance Injection Molding이라고 하는 것과 초미세 발포 사출(Microcellular Plastics)라는 두 가지로 볼 수 있다. 가스 사출은 일반 사출과는 달리 용융된 수지를 금형으로 넣어 성형할 때 금형에 질소 가스를 넣어서 속이 비어있는 제품을 만드는 사출 공법을 의미한다. 초기에 가스 사출은 가스가 들어간 부피만큼 원재료를 줄일 수 있기 때문에 원재료 절감 차원에서 대대적인 홍보를 하였으나 실제로 그 양이 5~10% 정도밖에 되지 않기 때문에 그리 큰 효과를 보지 못하였다. 왜냐하면 일반적인 사출 제품의 두께가 2~2.5t 정도이기 때문에 Gas의 양을 많이 넣으려고 해도 들어가는 양의 한계가 있기 때문이다. 가스의 주입으로 인해 금형 내에서 용융 수지의 흐름이 빠르고, 양이 더 적게 들어가기 때문에 Cycle time 감소, 형체력 저하 등의 장점을 가지고 있다. 그러나 위의 것들보다 가장 더 큰 장점은 바로 Rib 역할이다. Rib란 제품이 휘는 부분에 덧대어 그 부분의 휨을 잡아주는 역할 뿐만 아니라 강도 개선에도 도움이 되는데 가스 사출은 이 부분에서 탁월한 성능을 자랑한다. TV나 모니터의 Front Cover나 Back cover 제품을 만들 때 많이 사용되는데, Front cover의 경우 정면의 사각형 뒤로 리브가 위치하여야 한다. 왜냐하면 모니터나 TV에 사용되는 재료가 ABS이기 때문에 상대적으로 휨이 많이 가게 된다. 이 부분에 수지의 흐름 방향과 직각 방향으로 리브를 세워야 하는데 그러면 사출 압력이나 속도가 증가되어야 하므로 대신 흐름 방향으로 두꺼운 원기둥을 만들고 이 부분을 가스 사출을 하면 마치 원기둥 형 리브가 세워진 것처럼 제품이 성형이 된다. 가스 사출은 이 부분에서 가장 큰 장점을 갖는다.
★공차 및 정밀도
ㆍ정밀도 : 정밀도란 공작기계로 가공된 공작물의 기하학적 모양·치수·다듬질면의 거칠기 정도를 말한다. 일반적으로 사용하는 공구·공작물 및 공작기계에 따라서 정해진다. 공작기계의 성능에 따라 결정되는 공작정밀도(공작물의 공작정밀도에서 공구 및 공작물의 영향을 제거한 것)는 그 공작기계에 있어서 가장 중요한 성능이다. 공작기계의 공작정밀도는 그 공작기계가 지니고 있는 모형(母型)의 정밀도 또는 공구 및 공작물에 있어서 각각 그 운동의 정밀도, 또는 양자의 상대운동의 정밀도에 따라 정해진다. 이러한 모형의 정밀도와 운동의 정밀도를 높임으로써 공작정밀도가 향상된다. 공작기계의 공작정밀도의 향상은 위에서 열거한 여러 가지의 정밀도를 측정하는 측정기의 진보에 크게 의존하고 있다. 보통의 상거래에서는 이 정밀도가 일반적인 기준이 되며, 기술적인 거래 조건의 하나가 되어 국제적으로는 국제표준화기구(ISO), 국내적으로는 한국산업규격(KS)에 공작기계의 정밀도검사 규격이 정해진다. 공작기계의 수명판정이나, 수리시기의 판정, 예방·보전 등에도 이러한 규격이 기준값으로 사용되고 있다.
ㆍ공차 : 공차란 기계부품 등을 제작할 때 설계상 정해진 치수에 대해 실용상 허용되는 범위의 오차를 말한다. 어느 기준값에 대해 규정된 최대값과 최소값의 차이를 말한다. 기계부품에서 축과 구멍과 같이 끼워 맞춰 사용할 때 단단한 끼워 맞춤인가 헐거운 끼워 맞춤인가에 따라 기계의 성능에 크게 영향을 미친다. 부분품이 알맞은 틈새로 끼워 맞추어지는 것을 끼워맞춤이라 하고, 부분품의 사용목적에 따라 단단한 끼워 맞춤 또는 헐거운 끼워 맞춤이 요구된다. 설계도에 기입된 치수는 설계계산에 의해 정해진 치수이며, 이것을 호칭치수라고 한다. 실제로 기계가공을 하여 완성된 치수와 호칭치수가 똑같기란 어려우므로, 호칭치수에 대해 실용상 허용되는 최대치수와 최소치수를 정하고, 가공해서 다듬질한 후의 치수가 이 최대치수와 최소치수 사이 즉, 공차에 들어 있으면 공작이 쉬워진다. 공차는 끼워 맞추기의 종류에 따라 다르며, 가공된 것이 공차의 범위 내에 들어 있는가를 검사하는 기구를 한계게이지라고 한다.
★결론 및 개선 방법
컨트롤러는 일본제를 많이 사용하고 있으나 유럽제도 사용하고 있다. 외제품은 바디 등이 일반주물이 아닌 특수소재를 사용하여 변형이 적고 안정성에 양호하다. 가공속도나 이송속도가 국산보다는 외제가 월등히 앞서 있다. 국산기계가 개선해야 할 점은 많이 뒤처져 있는 이런 가공속도나 이송속도를 따라잡아야 하는 것이다. 또한 정밀도에 있어서도 공차의 차이가 있다. 정밀도의 공차를 줄이는 것도 현재 국산 기계의 과제이다. 항온항습이 꼭 필요하고 수용성 절삭유를 사용하여야 하며 연기 발생이 없어야 한다. 이런 점을 개선하기 위해서는 고속 사용 시 나뭇잎소재 오일 미스트를 사용하는 것이 좋다. 그리고 밀폐형에서는 컴프레셔를 사용하는것도 좋은 방법이다.
★참고서적, 방문 업체, 인터넷 주소
(주)제이엠피 www.j-mp.com (방문업체)
한국 공작기계 공업 협회 www.komma.org
네이버 www.naver.com
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