사출 성형 기초 용어 및 사출 불량 유형 11종 설명,원인,해결방안

과거 근무지 사출성형기 5호기 사진

■. 사출 성형 기초 용어

  □. Runner

여러 개 수의 금형으로 성형재료의 분배유로를 말한다. 또 이 유로 내의 고화된 재료를 가리키는 경우도 있다. 런너의 단면 형상을 원형, 반원형, 대형 등이 있다. 원형은 가장 유동저항이 적고 이상적이나 금형가공의 편리함 때문에 대형이 잘 사용되고 있다.

  □. Ring gate

원통형 성형품의 일단의 주위로부터 성형재료를 충전하는 게이트를 말한다. 성형재료의 주입이 용이하고 성형품의 두께 편차가 적다. 웰드라인이 생기지 않는 등의 특징이 있다.​

  □. Rib

제품의 두께를 두껍게 하지 않고 강성이나 강도를 내기 위해 또는 넓은 평면부의 휨을 방지하기 위해 사용되는 보강 부분, 리브는 캐비티 내의 성형재료의 흐름을 용이하게 하고 또는 두께를 늘리는 경우보다 성형사이클을 단축할 수 있고 성형재료의 사용량이 적어지게 되는 등 이점이 있다.

  □. Return pin

금형이 닫힐 때 이젝트 핀이나 스프루록크린을 모체의 위치에 눌러 돌아오는 작용을 하는 핀을 말한다. 금형이 닫힐 때 이젝트핀의 선단에서 캐비티의 내면을 손상시키는 것을 방지하기 위해 이것과 함께 이젝트 프레트에 고정되어 있다.

  □. Side gate

캐비티의 측면에서 성형재료를 충전하는 게이트를 말한다. 이에 반한 용어로써 캐비티의 중앙에서 충전하는 게이트로서 센터 게이트가 있다.

  □. Sprue bush

사출성형용 금형의 스프루 부분을 별개로 가공하고 금형에 집어 넣은 것을 말한다. 성형기의 노즐과 접해서 사용되고 이 부분에 고압이 걸리므로 내압강도가 높은 재질로 한다. 또 노즐과 접한 면도 열전도를 적게 하기 위해 정말 접해를 피하는 것이 바람직하다.

  □. Embossing

성형품, 필름 시트 가죽 등의 표면에   凹凸모양을 내는 것을 말한다. 이 모양을 엠보싱이라고 한다. 엠보싱에 의해 입체적인 감각과 실용적인 그 밖의 특징을 부여할 수 있다. 쉽게 생각하면 엠보싱 화장지(?)를 생각하면 잘 외워진다. 화장지도 올록볼록한 형태다.

  □. Runner stripper plate

3매판 구조금형에 사용되는 런너 취출판을 뜻한다. 런너의 자동취출시에 이용된다.

  □. Stripper plate

사출금형에 있어서 성형품의 자동취출에 이용하는 금형부품, 밀 핀으로는 취출이 곤란한 성형품, 또는 성형품에 밀핀의 자국이 나는 것을 싫어할 경우에 사용되는 취출판을 말하고 금형이 열릴 때 성형품을 자동적으로 밀어낸다.

  □. Automatic ejection

성형품을 금형에서 자동적으로 밀어내는 것을 말한다. 돌출에는 돌출 핀을 이용하지만 변형하기 쉬운 제품에 대해서는 스토리퍼 플레이트를 사용한다.

  □. Sprue

사출성형용 금형의 성형재료의 유로의 일부로 원추형의 부분 또는 이 부분에 고화된 재료를 말한다. 좁은 측은 성형기의 노즐과 연결되고 다른 쪽은 런너에 연결된다. 스프루는 직접 성형품과 연결되는 경우도 있다.

 

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■. 사출 불량 유형 용어 설명, 발생원인, 해결방안

□. 미성형(Short Shot)

유지의 정도가 크고 유동성이 나빠 금형 캐비티에 완전히 충전되지 않은 채 냉각 고화하는 현상을 말한다.

 

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 성형기의 용량부족에 의한 경우
  1) 용량이 큰 기계를 사용한다.
  2) 여러 개의 캐비티일 경우 몇 개의 게이트를 막는다.
2. 사출압력, 수지온도가 낮은 경우
  1) 수지온도와 금형온도를 높인다.
  2) 사출압력을 높인다.
3. 사출량이 부족 한 경우
  1) 계량을 많이 하여 사출 공급량을 많게 한다.
4. 사출속도가 느린 경우
  1) 수지가 금형내에 유입 중 냉각할 수 있는 시간이 많아 급속히 유동성을 잃게 되므로 사출속도를 증속 시켜 냉각이전에 충전 완료할 수 있도록 한다.
5. 금형의 런너, 게이트가 작은 경우
  1) 압력강하가 크게 되고 유동성이 나빠지므로 스프루, 런너, 게이트를 크게 하여 저항이 발생하지 않도록 하고, 특히 게이트에서 저항이 발생하지 않도록 한다.
6. 금형내에 있는 공기나 플라스틱이 분해되어 발생하는 가스에 의한 경우
  1) 충전부족이 발생하는 부근에 얕은 가스 빼기 흠을 만든다.

 

□. 플래쉬(Flash)

금형의 파팅면에 수지가 흘러 들어가 불필요한 막이 생기는 것을 말한다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 금형의 밀착이 나쁜 경우
  1) 용접 등에 의하여 파팅면의 닿는 상태를 전면 균일하게 가공한다.

2. 금형의 강도불량으로 금형이 사출압력에 의해 변형이 일어나는 경우

  1) 파팅면에 보강대를 넣거나 서포트핀을 추가로 설치한다.
3. 형체력이 부족한 경우
  1) 제품의 투영면적에 대하여 형체력이 부족하면 형이 열릴 수 있으므로 형체력이 큰 기계를 사용한다.
4. 사출압력이 높아서 금형이 열리는 경우
  1) 사출압력을 내린다.
5. 보압 유지 시간이 긴 경우
  1) 보압이 높은 상태로 시간이 길게 설정되면 바리가 나오기 쉬우므로 보압시간을 줄인다.
6. 수지의 유동성이 너무 좋은 경우
  1) 수지온도가 높아서 유동성이 좋으면 금형 안의 수지 압력이 높아져 금형 틈이 열리어 파팅면에서 플래시가 생기므로 가열실린더의 온도를 낮춘다.
7. 사출량이 많은 경우
  1) 캐비티 용량보다 수지량이 많게 되면 플래시가 생기므로 사출량을 줄인다.
8. 금형면에 이물질이 있는 경우
  1) 금형면을 깨끗이 관리한다.

□. 싱크마크(Sink Mark)

성형품의 표면에 나타는 오목한 부분이 나타나는 현상(성형 수축)을 말한다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 사출압력이 낮은 경우
  1) 사출압력을 높힌다.
2. 사출유지압력(보압) 시간이 짧은 경우
  1) 보압시간을 길게 한다.
3. 사출속도가 느린 경우

  1) 고화가 빨리 되어 압력 전달이 부족하므로 사출속도를 증가 시킨다.

4. 사출량이 작은 경우
  1) 수지의 압축이 작아짐으로 사출량을 늘린다.
5. 수지온도가 높거나 금형온도가 높은 경우
  1) 냉각속도가 늦어지고 수축이 생기므로 수지온도를 낮추고 금형온도를 낮춘다.
6. 금형의 밀착도가 나쁜 경우
  1) 압축 부족이 생겨 싱크 마크가 생기므로 금형면을 균일하게 가공하고 금형 전체 구석구석까지 사출압력(보압)이 걸리도록 스프루, 런너, 게이트의 지름을 크게 만든다.

7. 냉각이 불균일할 경우
  1) 열수축이 불균일 하므로 두꺼운 부분이나 리브 부근에는 충분한 냉각을 시킨다.
  2) 제품의 두께의 변동을 적게 하는 것이 좋다.

 

□. 플로우마크(Flow Mark)

수지가 흐른 자국이 게이트를 중심으로 하여 얼룩무늬가 나타나는 현상, 금형면에서 균등하게 수지가 고화하지 못하기 때문에 일어나는 현상을 말한다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 수지의 점도가 너무 클 경우
  1) 수지가 금형면에 접촉하면 즉시 고화하고 뒤에서 밀려오는 수지에 밀려서 얼룩무늬가 생기는 현상으로 수지온도와 금형온도를 높인다.
2. 수지온도가 낮은 경우
  1) 수지온도를 높인다.
3. 금형온도가 낮은 경우
  1) 수지의 열을 금형에서 흡수하여 수지온도가 낮아져 점도가 높아지므로 금형 온도를 높인다.
4. 사출속도가 느린 경우
  1) 사출속도를 증가 시킨다.
5. 콜드 슬러그 웰(Cold Slug Well)이 없거나 너무 작은 경우
  1) 스프루나 런너에서 냉각된 수지가 그대로 금형 속으로 들어가면 플로우 마크가 생기므로 금형의 콜드 슬러그 웰을 크게 만들어 준다.

 

※ 콜드 슬러그 웰(Cold Slug Well) 이란?
사출성형에 있어서 금형 안에 최초로 들어간 재료는 노즐과 스프루를 통과할 때 급속하게 냉각되고 이것이 캐비티 안에 들어가면 다른 성형 재료와는 유착이 나빠져 성형불량의 원인이 된다. 이렇게 냉각된 성형재료를 콜드 슬러그 라 하고 이런 콜드 슬러그를 스프루(sprue) 하단과 런너(runner) 끝부분에 설치하여 모아두는 곳을 콜드슬러그 웰이라 한다. 또는 라인의 강도를 높이기 위하여 바깥쪽에 설치하여 수지를 모아두는 곳을 말한다.

 

□.  웰드 라인(Weld Line)

성형할 때 수지의 흐름이 합류하는 장소에 생기는 가는 선을 말한다. 수지의 온도가 낮은 것이 합류하기 때문에 이런 현상이 일어나고 특히 구멍이 있는 제품에서 발생한다. 웰드 라인을 완전히 제거하기는 어렵다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 수지온도나 금형온도가 낮은 경우
  1) 온도가 낮으면 수지의 유동성이 나쁘므로 수지온도와 금형온도를 높인다.
2. 사출압력이 낮은 경우
  1) 수지의 유동성이 나쁘게 되므로 사출압력을 높인다.
3. 사출속도가 느린 경우
  1) 수지의 유입 속도가 늦어 온도가 낮게 되므로 사출속도를 빠르게 한다.

 

□.  흑줄(Black Streak)

성형품에 검은 선이 들어가는 현상, 이 원인은 열분해 하여 혼입 되는 경우가 가장 많이 발생한다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 가열실린더의 온도가 높을 경우
  1) 수지 또는 수지에 첨가시킨 난연재등이 과열하면 분해하므로 가열실린더의 온도를 낮춘다.
2. 가열실린더, 스크루 및 스크루헤드가 손상이 생긴 경우
  1) 교체한다.

3. 호퍼 부근의 냉각이 불충분한 경우
  1) 공기가 혼입 되어 가열실린더 내에서 단열압축 되어 고온으로 되어 흑줄이 생기므로 냉각을 충분히 시킨다.

 

□.  은줄(Siver Streak)

성형품의 표면에 수지가 흐른 방향에 은백색의 줄이 생기는 현상으로 원인은 주로 수지 건조가 잘 안 되어 수분과 휘발분을 함유하고 있기 때문이다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 수분 및 휘발분에 의한 경우
  1) 수지를 충분히 건조한다.
2. 수지의 분해에 의한 경우
  1) 가열실린더 온도를 내리고 가열실린더 내에 체류하는 시간을 짧게 한다.
3. 공기가 혼입 되는 경우
  1) 호퍼 밑의 온도를 낮추고 가열실린더 뒷부분의 온도를 낮추고 스크루가 회전수를 느리게 한다.
  2) 배압을 높이면 은줄이 생기는 것을 방지할 수 있다.

 

 

□.  제팅(Jetting)

제품의 표면에 게이트로부터 마치 지렁이가 다닌 자국과 같은 무늬가 생기는 현상으로 사이드 게이트의 제품 중에서 콜드 슬러그 웰이 작은 금형에 많이 생긴다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 콜드 슬러그 때문에 생기는 경우
  1) 금형에 콜드 슬러그 웰을 만들고 작을 경우에는 키운다.
2. 가열실린더 온도와 금형온도가 낮을 경우
  1) 가열실린더와  금형의 온도를 높인다.

 

 

□. 크레이징 & 크랙킹(Crazing & Cracking)

성형품의 표면에 작은 금이 생기는 현상으로 내부의 잔류 응력 때문에 발생하고 가늘게 깨지거나 실금이 생기는 것을 크레이징이라고 하고, 깨짐이 큰 것을 크랙킹이라고 한다.

 

□. 변형(Warpage)

휨과 굽힘은 불균일한 수축에 의하여 내부응력이 발생하는 것이 주원인이 되어 나타나는 현상으로 성형품의 불량 가운데 고치기 어려운 현상 중 하나이다.

★ 발생 원인 및 해결방안
1. 두께의 불균일, 냉각의 불균일의 경우
  1) 수지의 냉각속도가 서로 다를 때 일어나므로 두꺼운 곳은 냉각효과를 좋게 한다.
  2) 수지온도는 게이트에서 멀수록 낮아지므로 게이트 가까운 곳부터 냉각하여 먼 곳으로 향하게 한다.
2. 성형품이 충분히 냉각되지 않았을 경우
  1) 성형품을 충분히 냉각시킨다.

 

□. 백화(Stress Whitening)

돌출핀의 흔적이 하얗게 흐려지는 현상으로 미세한 백화는 핫에어토치 등으로 열을 가해주면 해소되는 경우도 있으나 근본적으로 금형을 손보는 것이 좋다.