가공 실험 레포트 [사출]

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따라서 폴리스티렌을 가소화 하는 능력은 일반적으로 표시되어 있는 수치보다도 훨씬 작은 가소화 능력밖에 없다고 보아야 한다. 이처럼 실용상에서는 각 수지마다의 가소화 능력을 파악할 필요가 있다.
ⓓ 사출률
단위시간에 사출할 수 있는 플라스틱의 최대용량(㎠/sec)을 나타낸다. 사출 플런저 또는 스크류의 직경을 D(㎝), 사출 스크로크를 S(㎝), 최대 사출속도에 있어서의 플런저 또는 스크류의 전진시간을 t(sec)라 할 때 사출률 Q(㎤/sec)은 다음 식으로 구할 수 있다.
Q = (π/4×D2) × (S/t) (3)
사출률이 큰 것은 성형 사이클을 단축하는 요소가 되는데, 더욱 중요한 것은 용융 플라스틱의 금형내 유동시간을 단축하여 유동중의 온도저하에 의한 점도의 상승을 최소한으로 억제하는 것이다. 그 결과 배향이 작은 양질의 성형품을 얻을 수 있다. 또한 얇은 두께의 성형이나 금형을 저온으로 한 고속성형에서는 가출률이 큰 성형기를 사용해야 한다. 그러나 염화비닐수지처럼 열에 민감한 원료에서는 사출률이 크면 마찰에 의한 발열로 성형품이 타는 것이 발생하기 때문에 좋지 않은 경우가 있다.
ⓔ 사출압력
사출 플라스틱 또는 스크류의 선단부에서 사출시에 발생하는 최대압력이다. 즉 사출압력 P(kg/㎠)는 유압 피스톤의 직경을 d0(㎝), 실린더의 유압을 P0(kg/㎠) 및 사출플런저 또는 스크류의 직경을 d(㎝)로 하면 다음 식으로 나타내어진다.
P = P0 × (d2/d02)
사출압력은 통상 유압 실린더의 유압 P0를 조정하는 것에 의해서 변화된다. 특히 큰 사출압력을 필요로 하는 경우 압력의 발생원인 유압펌프의 능력에는 한계가 있기 때문에 사출실린더를 교환해서 사출플런저 또는 스크류의 직경 d를 작게 해주는 일도 있다. 이 경우 큰 사출압력을 얻을 수 있는데 사출용량 및 사출률은 감소한다.
ⓕ 형체력 또는 최대 투영면적
금형을 조이는 최대 힘 F(t)를 나타낸다. 직압식에서는 형체램의 직경을 D(㎝), 유압을 P(kg/㎠)로 하면, F는 다 음과 같다.
F = (π/4 × D2) × P × 10-3 (5)
토글식의 경우는 약간 복잡하다. 토글구조가 내는 힘 Ft(t)는 유압구동으로 피스톤의 직경을 D, 유압을 P라 하면 다음 식으로 나타낼 수 있다.
F1 = (π/4 × D\'2) × P\' × M × 10-3 (6)
여기에서 M은 토글기구 힘의 확대율로 체부 스트로크의 각 위치에 따라서 기하학적으로 결정되는 수치이다. 토글이 완전히 펴진 체부 스크로크가 0일 때는 이론상 M은 무한 대가 된다. 횡축으로 체부 스트로크를 취한 식(6)을 그림으로 나타내면 곡선 P, Q처럼 된다. 한편, 실제로 금형에 작용하는 형체력 F\'(t)는 토글의 합 계치 △L1에 의해서 늘어난 타이바의 복원력이다. 타이바의 길이를 L(㎝), 직경을 Dt(㎝)·늘어난 △L(㎝) 및 타이바의 재질의 종탄성계수를 E(kg/㎠), 타이바의 수를 n(보통 n=4)이라 하면 형체력 F\'는 식(7)에 의해서 구할수 있다.
F = π × Dt2 × E × (△L/L) × 10-3 (단 n=4) (7)
식(7)로부터 분명한 것처럼 형체력 F\'는 타이바의 늘어난 길이 △L에 비례한다. △L이 합계치 △t1 와 같다고 가 정해서 합계치와 형체력의 관계를 [그림12]에 직선 T1, T2, T3 등으로 나타낸다. 합계치를 크게 해도 형체력은 각각의 체부 스트로크의 위치에서 토글이 내게 하는 힘 이상은 될 수 없고, 따라서 합계치의 최적수치가 존재한다.
성형기의 형체력 F 또는 F\'는 금형내에서 사출되어진 플라스틱의 압력이 금형을 눌러 열려고 하는 힘 F0보다 크게 해야 한다. F0(t)는 금형내의 평균 사출압력 Pi(kg/㎠), 성형품의 형체면에의 투영면적 A(㎠)로부터 다음 식으로 산출할 수 있다.
F0 = Pi × A × 10-3 (8)
그러나 실제상 개개의 금형에 대하여 Pi를 아는 것은 곤란해 경험적으로 사출압력 P의 30~40%를 Pi로 가정해서 F0을 구하고 있다. F0 = F로 한 때의 투영면적 A를 성형가능한 최대 투영면적이라 한다. ⓖ 형체 스크로크, 데이라이트, 최소 금형두께 및 최대 금형두께 형체스트로크는 형취부 가동반의 최대 이동거리로 나타낸다. 일반적으로 성형품을 금형으로부터 쉽게 꺼내기 위해서는 성형품의 최대 깊이가 형체스트로크의 1/2이하가 되어야 한다.
데이라이트(day light) 금형 설치 가동반과 고정반의 최대거리, 즉 최대 다이플레이트(die-plate)간격이다. 이 수치는 형체스트로크와 설치 가능한 공간의 두께 또는 형 두께 조정장치의 조절 가능 길이를 가한 것이 된다. 최소 금형 두께는 공간을 설치한 상태 혹은 형 두께 조정장치를 최대길이로 한 상태에서 스크로크를 힘껏 늘였을때의 최소 다이플레이트 간격으로 나타내어진다. 토글식 형체장치에서 형체력은 최대 형체스트로크의 위치에서만 발생하기 때문에 그 위치에서 꼭 금형이 닫히도록 형 두께 조정장치로 조정할 필요가 있다. 따라서 토글석의 경우는 최소형 두께와 함께 설치 가능한 최대형 두께도 명확하게 규정되어서 형 두께 조정장치의 조정범위에서만 형 두께 변경이 가능하다. 직압력 경우의 형체스트로크, 데이라이트 및 형 두께의 관계를 나타낸다.
우리 학교가 보유하고 있는 사출기 장비의 모습
이런식으로 문이 닫혀 있어야지만 사출기가 작동하게
되어있다. 안전장치가 걸려있어서 문이 열리면
이동금형반이 체결되지 못한다.
냉각단계가 끝난 후 탈형된 모습
이때 문을 열어서 냉각되어 굳어진 상태에
Product를 꺼내어 주면 된다
냉각이 되었더라도 바로 잡으면 뜨거운 온도는
완전히 사라지지 않았기 때문에 조심해야된다.
스크류가 앞으로 이동하여서
용융수지를 주사 하는 모습을 찍어보았다.
Injection step
주사가 끝나면 스크류는 곧바로 다시 뒤로
후퇴를 하게 된다.
그 이유는 가소화 단계를 다시 재진행하기
위해서이다. 그럼으로써 냉각될 동안에
짜투리 시간동안을 활용하여서 가소화를 재진행
하였기 때문에 공정의 시간이 줄어드는 효과를
얻을 수 있다.
최종 Product를 꺼내서 담아 보았다.
15-20분간 받은량
가공 실험 레포트
[사출성형]

키워드

가공 실험 레포트 [사출],   ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) ,   PA (PolyAmide, Nylon)