플라스틱 사출성형 시 수축률 계산공식 및 설계 Tip

플라스틱 사출 성형 공정에서 수축률 관리는 제품의 품질과 정밀도에 결정적인 영향을 미칩니다. 수축은 금형 설계부터 성형 후의 제품 안정화까지 다양한 단계에서 발생하며, 이를 정확히 예측하고 조절하는 것은 성형 품질을 보장하는 핵심 요소입니다.

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그럼 플라스틱 사출 시 수축이 발생하는 주요 원인과 그에 대한 해결방법을 설계자와 사출 기계 운영자의 관점에서 분석하고, 수축률 계산 공식을 포함하여 구체적인 예시로 한번 알아보도록 하겠습니다..

우선 플라스틱 수축과 관련된 문제는 금형 설계 초기 단계부터 고려되어야 합니다. 설계자는 수축률을 예측하여 금형의 크기와 캐비티의 세부 사항을 조정해야 하며, 사출 기계 운영자는 공정 변수를 조절하여 예상 수축률을 실제 제품에 적용해야 합니다.

사출 수축률 계산 공식

수축률 계산은 플라스틱의 최종 치수를 예측하는 데 중요한 역할을 합니다. 수축률 SSS은 다음 공식을 통해 계산할 수 있습니다:

공식	설명
S = ((D – M) / D) × 100%	여기서 S는 수축률(%), D는 금형의 치수(mm), M은 사출 성형된 플라스틱 부품의 치수(mm)입니다.
D = M / (1 – S)	이 공식은 알려진 플라스틱 부품의 크기 M과 예상 수축률 S를 사용하여 금형 치수 D를 계산합니다.

여기서

금형 치수 DDD는 알려진 플라스틱 부품의 크기 MMM와 예상 수축률을 사용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다:

이 공식은 플라스틱 부품의 최종 크기를 예측하기 위해 금형을 설계할 때 사용됩니다.

재료의 열 팽창 및 수축 특성
- 설계자 관점: 수축률이 낮은 재료 선택 또는 재료의 수축 특성을 고려한 금형 설계.
- 사출 기계 운영자 관점: 사출 및 냉각 공정 조건 최적화로 재료의 특성에 맞춤.
벽 두께와 구조적 변화
- 설계자 관점: 벽 두께를 균일하게 설계하고, 급격한 두께 변화가 없도록 부드러운 전환을 설계.
- 사출 기계 운영자 관점: 벽 두께에 따른 냉각 시간 조절로 균일한 수축률 달성.
형상 복잡성
- 설계자 관점: 복잡한 형상 설계 시 수축률을 최소화할 수 있는 형상 최적화.
- 사출 기계 운영자 관점: 금형의 온도와 압력 분포를 조절하여 복잡한 형상에서도 균일한 충전과 수축률 관리.
환경 요인
- 설계자 관점: 습도와 온도 변화에 강한 재료 선택.
- 사출 기계 운영자 관점: 작업 환경의 온도와 습도를 조절하여 제품의 안정성 유지.
수분 흡수
- 설계자 관점: 수분 흡수율이 낮은 재료 사용 또는 수분 방지 처리.
- 사출 기계 운영자 관점: 제품 건조 후 포장 과정에서 수분 흡수 최소화.

이러한 원인과 해결 방안을 고려한 설계 및 사출 공정은 수축률을 정확하게 관리하고, 최종 제품의 품질을 높이는 데 기여합니다. 플라스틱 부품의 성공적인 사출 성형은 철저한 준비와 정확한 공정 제어에서 시작됩니다.