사출 성형은 정밀한 공정이지만, 때때로 미세한 편차가 발생할 수 있습니다. 공차는 제품의 크기 또는 측정값 범위 내에서 발생하는 변동 한계를 나타냅니다. 특히 여러 부품을 사용하는 프로젝트를 진행할 때, 공차가 적절하면 부품이 의도한 대로 작동할 수 있습니다. 중요한 공차를 충족하지 못하면 부품이 제대로 맞지 않거나 예상대로 작동하지 못할 수 있습니다. 사출 성형에는 일반적으로 가공 공차와 수지 공차라는 두 가지 주요 공차가 있습니다. 가공 공차의 정밀도 한계는 ±0.003인치(0.076mm)이며, 일반적으로 금형과 관련이 있습니다. 수지 공차는 완성된 부품에 적용되며, 일반적으로 인치당 ±0.002인치(mm당 ±0.051mm) 이상입니다.
이제 플라스틱 사출 성형의 요구되는 공차를 달성하고 부품이 완벽하게 작동하도록 하기 위해 고려해야 할 설계, 재료 및 공정 특성에 대해 이야기해 보겠습니다.
사출 성형 공차에 영향을 미치는 요인은 무엇입니까?
사출 성형 허용 오차
많은 요인이 영향을 미칩니다 사출 성형 허용 오차 범위를 더 넓힐 수 있습니다. 이러한 요인들을 파악하면 프로젝트 조건에 맞게 허용 오차를 조정하는 데 도움이 됩니다.
열 팽창
플라스틱의 열팽창 계수는 매우 중요한 요소입니다. 온도 민감성 또한 플라스틱의 심각한 특성 중 하나인데, 온도 변화에 따라 팽창과 수축을 하기 때문입니다. 열팽창은 직접적인 유지 특성에 영향을 미치지는 않지만, 온도 변동이 심한 경우 공차 유지에 문제가 발생할 수 있습니다.
뒤틀림
뒤틀림 - 사출 성형 결함
뒤틀림이란 재료의 냉각 불균형으로 인해 원래의 평탄도에서 벗어나는 현상을 말합니다. 터빈 블레이드의 경우, 비대칭적으로 두꺼운 벽 구조로 설계되면 냉각 시간이 상당히 길어져 뒤틀림이 발생할 가능성이 있습니다. 더욱이, 불균일한 냉각은 정밀 공차 유지의 어려움과 같은 문제를 야기합니다. 따라서 뒤틀림 문제를 최소화하는 것이 필수적입니다. 이를 위해서는 사출 성형을 최대한 활용하되, 극단적인 수준으로 활용해서는 안 됩니다.
수축
모든 실험 대상 플라스틱 소재는 냉각 시 어느 정도 수축했습니다. 이러한 수축 현상은 최종 제품 부품의 전체적인 치수에 영향을 미칩니다. 수축 현상은 모든 플라스틱 소재에 각기 다른 비율로 나타납니다. 일반적으로 비정질 소재는 결정질 소재보다 수축률이 더 높은데, 이는 비정질 소재의 상변화가 용융에 의해 일어나기 때문입니다. 대부분의 산업 분야에서는 제품의 유연성 때문에 플라스틱 부품을 사용합니다. 또한 경제적인 이점 때문에 많은 제조업체들이 플라스틱 소재를 선호합니다.
부품 복잡성
재료 흐름 금형 및 설계에는 여러 가지 어려운 요소가 있습니다. 이러한 요소들은 성형 공정 중 빠른 충전 속도를 저해할 수 있습니다. 따라서 온도 제어는 매우 중요합니다. 냉각 시스템은 요구되는 정밀도를 달성하는 데 도움이 됩니다.
부품 설계
공차는 부품 크기, 형상 및 벽 두께에 따라 크게 달라집니다. 크고 두꺼운 부품은 수축률이 다릅니다. 이러한 변동을 관리하는 능력은 고품질 제품 생산에 매우 중요합니다. 부품 형상 제어를 통해 더 나은 공차를 확보할 수 있습니다.
정 자국이 나란히 나게하는 다듬질
공차는 사출 금형 설계를 통해서만 결정될 수 있습니다. 금형의 안정성은 냉각 속도 제어 및 수축 감소 과정에 중요한 역할을 합니다. 따라서 금형 설계는 공차 신뢰성과 제품 품질을 향상시킵니다.
지금 프로린을 사용해 보세요!
재질이 성형 공차에 미치는 영향은 무엇일까요?
성공적인 결과를 얻으려면 작업에 적합한 수지를 선택하는 것이 중요합니다. 모든 재료는 가공 과정에서 각기 다른 특성을 가지며, 그에 맞는 기술을 적용해야 합니다. 또한, 재료마다 용융, 결정화, 응고 온도가 다릅니다. 따라서 적절한 재료를 선택하면 원하는 사양을 얻을 수 있습니다.
수축
성형 과정에서의 수축
금형이 냉각될 때 모든 재료는 수축합니다. 수축률은 고려해야 할 중요한 특성입니다. 금형이 수축에 어떻게 대처하는지 아는 것이 매우 중요합니다. 예를 들어, ABS 플라스틱을 생산하는 데 금형을 사용하는 경우 수축률은 0.003인치/인치(0.076mm/mm)입니다. 금형을 설계할 때 이러한 수축률을 고려하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 최종 제품이 요구되는 공차를 충족할 수 있습니다.
하지만 폴리우레탄에서 폴리프로필렌으로 바꾸면 수축률이 달라집니다. 폴리프로필렌의 수축률은 인치당 0.018인치(mm당 0.457mm)입니다. 따라서 두 재질 간에 인치당 0.015인치(mm당 0.381mm)의 차이가 발생합니다. 이 차이가 0.015인치만큼 작아지더라도 부품에 심각한 문제를 야기할 수 있습니다.전단지에 포함된 링크에 대해 더 알아보기 압축 성형 vs. 사출 성형).
부품 수축 및 공차 추정
사출 성형 부품은 재료가 냉각되면서 수축하는 것으로 알려져 있습니다. 수축률은 부품의 공차에 직접적인 영향을 미칩니다. 이러한 변화를 최소화하는 것은 매우 중요하며 설계 과정의 상당 부분을 차지합니다. 수축률을 예측하려면 재료의 선형 수축률을 측정해야 합니다. ASTM D955와 같은 표준은 이러한 시험 과정을 지원합니다. 먼저 샘플을 사출하여 냉각시킨 후 다음 공식을 사용하여 수축률을 계산합니다.
수축률 = 100% (Lc – Lp) / Lp
어디에:
- Lc: 공동 길이
- Lp: 냉각 후 부품 길이
위 방정식은 물성이 대칭적이지 않은 재료의 선형 수축률을 결정합니다. 특히, 장섬유 강화 수지는 용융 흐름 중 수축률이 낮습니다. 이로 인해 횡방향 수축률을 과대평가할 수 있습니다.전단지에 포함된 링크에 대해 더 알아보기 CNC 가공 vs. 사출 성형)
금형 흐름 분석
금형 유동 해석을 수행하면 팽창률을 효과적으로 결정할 수 있습니다. 이 시뮬레이션은 플라스틱 수지가 금형에 채워지는 과정을 보여주고, 금형 내에서 수지를 채우기 어려운 부분도 파악하는 데 도움이 됩니다. 일반적으로 시뮬레이션에는 가장 널리 사용되는 CAE 도구 중 하나인 Autodesk Moldflow가 활용됩니다.
플라스틱의 일반적인 수축률
다음 표는 시중에서 판매되는 대부분의 사출 성형용 수지의 수축률 범위를 보여줍니다. 일반적으로 최상의 결과를 얻으려면 재료 데이터시트를 참조하십시오.
| 자재 | 수축률 범위 |
| ABS | 0.7-1.6 |
| PC / ABS | 0.5-0.7 |
| 아세탈/POM(델린®) | 1.8-2.5 |
| ASA | 0.4-0.7 |
| HDPE | 1.5-4 |
| 엉덩이 | 0.2-0.8 |
| LDPE | 2-4 |
| 나일론 6/6 | 0.7-3 |
| 나일론 6/6 유리섬유 강화(30%) | 0.5-0.5 |
| PBT | 0.5-2.2 |
| PBT 유리섬유 강화(30%) | 0.2-1 |
| 몰래 엿보다 | 1.2-1.5 |
| PEEK 유리섬유 강화(30%) | 0.4-0.8 |
| PEI(울템®) | 0.7-0.8 |
| PET | 0.2-3 |
| PMMA (아크릴) | 0.2-0.8 |
| PC | 0.7-1 |
| PC 유리 함유량(20~40%) | 0.1-0.5 |
| 유리섬유 강화 폴리에틸렌(30%) | 0.2-0.6 |
| 폴리프로필렌 호모폴리머 | 1-3 |
| 폴리 프로필렌 공중 합체 | 2-3 |
| PPA | 1.5-2.2 |
| PPO | 0.5-0.7 |
| PPS | 0.6-1.4 |
| PPSU | 0.7-0.7 |
| 엄밀한 PVC | 0.1-0.6 |
| 산(AS) | 0.3-0.7 |
| 홈 | 0.5-2.5 |
| TPU | 0.4-1.4 |
사출 성형 공차 최적화 방법
허용 오차 최적화 기준
특히 사출 성형의 일반적인 공차를 사전에 예측하는 것이 중요합니다. 여기에는 제품 설계, 재료 선택, 금형 및 공정 제어가 포함됩니다.
설계 단계
제조 용이성 설계(DFM) 지침을 항상 준수하십시오. 이 접근 방식은 뒤틀림, 수축 및 정렬 불량 가능성을 크게 줄여줍니다. DFM 전략은 제조 공정과 제품의 정밀도 및 품질을 향상시켜야 합니다.
전체 크기
허용 오차는 제품의 전체 크기에 따라 크게 달라집니다. 특히 큰 제품의 경우 뒤틀림이 변형의 가장 큰 위험 요소 중 하나입니다. 따라서 설계 단계에서 크기를 고려할 때 이 점을 신중하게 검토해야 합니다.
벽 두께
수축률 안정화 측면에서 벽 두께가 균일한 것이 이상적입니다. 이는 뒤틀림이나 가라앉음과 같은 문제를 최소화합니다. 따라서 설계 시에는 지나치게 두꺼운 벽을 피하고 내부 모서리는 가능한 한 둥글게 처리하는 것이 좋습니다.
기울기 각도
금형에 드래프트 각도를 적용하면 금형에서 부품을 제거하는 데 걸리는 시간을 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 수축 및 점착 가능성을 최소화할 수 있습니다. 일반적으로 드래프트 각도는 10도에서 20도 사이여야 합니다.
상사
설계자는 보스 벽의 두께를 지나치게 두껍게 만들어서는 안 됩니다. 벽이 두꺼우면 기포가 발생할 수 있고, 제작 시간도 증가할 수 있습니다.
올바른 재료 선택
적절한 재료를 선택하는 것은 사출 성형 공차에 상당한 영향을 미칩니다. 또한 재료는 수축률이 유사해야 합니다. 크기와 디자인에 맞는 적절한 수지를 결정하는 것 역시 매우 중요합니다.
금형 도구를 염두에 두세요
금형 구조는 정밀도에 큰 영향을 미치며, 일반적으로 금형 툴 구조의 영향을 받습니다. 재료 수축 문제를 최소화하기 위해 금형 크기를 크게 하는 것이 좋습니다. 이 경우, 성형 공정 전반에 걸쳐 온도가 균일하게 유지되어야 합니다. 불량률을 줄이려면 이젝터 핀과 게이트의 위치를 적절하게 조정해야 합니다.
RPC를 수행합니다.
보정 변수가 부품 품질에 영향을 미치는 주된 이유는 지속적이고 안정적인 효과를 가지기 때문입니다. 온도, 압력, 유지 시간은 반드시 조절해야 하는 핵심 요소입니다. 센서를 사용하면 공정 수행 중에 피드백을 받을 수 있습니다.
지금 프로린을 사용해 보세요!
표준 사출 성형 공차
아래 표는 사출 성형 표준 공차를 체계적으로 요약한 것입니다. GB / T 14486-2008도움을 주기 위한 것입니다. 사출 성형 회사 고품질 최종 제품을 생산하기 위해 부품 치수의 허용 오차 범위를 이해하는 데 중점을 둡니다.
- 허용 오차 수준(MT1 – MT7): 이 등급들은 부품에 필요한 정확도를 나타냅니다. MT1은 가장 정확하며, MT7은 허용 오차가 더 큽니다.
- 치수 범위(mm): 각 행은 소형(0~3mm)부터 대형(120~140mm)까지 특정 크기 범주의 성형 부품을 나타냅니다.
- "a"열과 "b"열: 각 허용 오차 수준은 "a"와 "b" 열로 세분화되어 각 수준에 대해 두 가지 허용 오차 값을 제공합니다. 따라서 적용 분야에 따라 특정 적용 분야에 적합한 허용 오차 값을 선택할 수 있습니다.
|
허용 수준 |
치수 범위(mm) |
0 – 3 |
3 – 6 |
6 – 10 |
10 – 18 |
18 – 30 |
30 – 50 |
50-80 |
80-120 |
120-140 |
|
MT1 |
a |
± 0.050 |
± 0.050 |
± 0.050 |
± 0.060 |
± 0.075 |
± 0.100 |
± 0.120 |
± 0.150 |
± 0.180 |
|
b |
± 0.025 |
± 0.025 |
± 0.030 |
± 0.035 |
± 0.040 |
± 0.050 |
± 0.060 |
± 0.070 |
± 0.080 |
|
|
MT2 |
a |
± 0.070 |
± 0.070 |
± 0.080 |
± 0.100 |
± 0.120 |
± 0.150 |
± 0.180 |
± 0.200 |
± 0.230 |
|
b |
± 0.035 |
± 0.040 |
± 0.050 |
± 0.060 |
± 0.075 |
± 0.090 |
± 0.110 |
± 0.130 |
± 0.150 |
|
|
MT3 |
a |
± 0.090 |
± 0.100 |
± 0.120 |
± 0.150 |
± 0.180 |
± 0.200 |
± 0.230 |
± 0.270 |
± 0.300 |
|
b |
± 0.050 |
± 0.060 |
± 0.075 |
± 0.090 |
± 0.110 |
± 0.130 |
± 0.150 |
± 0.180 |
± 0.200 |
|
|
MT4 |
a |
± 0.120 |
± 0.140 |
± 0.160 |
± 0.200 |
± 0.240 |
± 0.270 |
± 0.300 |
± 0.350 |
± 0.400 |
|
b |
± 0.060 |
± 0.080 |
± 0.100 |
± 0.120 |
± 0.150 |
± 0.180 |
± 0.200 |
± 0.240 |
± 0.270 |
|
|
MT5 |
a |
± 0.160 |
± 0.190 |
± 0.220 |
± 0.270 |
± 0.320 |
± 0.350 |
± 0.400 |
± 0.460 |
± 0.500 |
|
b |
± 0.080 |
± 0.100 |
± 0.130 |
± 0.160 |
± 0.200 |
± 0.230 |
± 0.270 |
± 0.300 |
± 0.350 |
|
|
MT6 |
a |
± 0.220 |
± 0.240 |
± 0.270 |
± 0.350 |
± 0.400 |
± 0.460 |
± 0.500 |
± 0.600 |
± 0.700 |
|
b |
± 0.100 |
± 0.130 |
± 0.160 |
± 0.200 |
± 0.240 |
± 0.270 |
± 0.350 |
± 0.400 |
± 0.460 |
|
|
MT7 |
a |
± 0.270 |
± 0.300 |
± 0.350 |
± 0.460 |
± 0.500 |
± 0.600 |
± 0.700 |
± 0.800 |
± 0.900 |
|
b |
± 0.130 |
± 0.160 |
± 0.200 |
± 0.240 |
± 0.300 |
± 0.350 |
± 0.400 |
± 0.460 |
± 0.500 |
사출 성형 공차 측정 및 검사 기술
사출 성형 공차 검증에는 실제 제어 및 측정 도구가 사용되며, 다음과 같은 방법이 사용됩니다. 주요 방법은 다음과 같습니다.
- 육안 검사: 기본 검사에는 뒤틀림, 함몰, 균열과 같은 부품의 불규칙성을 확인하는 작업이 포함됩니다.
- 수동 측정: 캘리퍼스나 마이크로미터 같은 측정 기기를 사용하여 부품을 직접 측정하는 방법입니다. 이 방법은 중요 치수의 수가 적은 단순한 부품에 적합합니다.
- 자동 측정: 치수가 중요한 부품이 많은 경우, 이러한 복잡한 부품 생산에 CMM(좌표 측정기)과 비전 시스템을 활용합니다.
- 초도품 검사(FAI): 최종 검사 절차는 생산 라인에서 생산되는 첫 번째 부품을 평가하는 단계입니다. 모든 치수 매개변수를 제공하고 제품 허용 오차와 관련하여 각 매개변수를 설계 값과 비교합니다.더 자세히 알아보세요. 사출 성형 품질 관리)
맺음말
사출 성형 공차는 성형 부품의 품질과 효율성, 그리고 사용 적합성을 보장하는 데 매우 중요합니다. 이러한 공차는 수축, 변형, 열팽창, 부품 설계, 복잡성, 금형 설계 등 다양한 요인의 영향을 받습니다. 작업, 설계, 재료 선택은 물론 사출 성형 공정 조건 제어를 통해 모든 프로젝트에 필요한 공차를 달성할 수 있습니다.
Boda Tech와 함께 프로젝트를 시작하세요!
사출 성형 부품은 설계된 기능을 수행하기 위해 특정 치수를 필요로 하는 경우가 많습니다. 공차는 부품이 정확하게 맞고, 필요한 기능을 수행하며, 요구되는 사양을 충족하도록 보장합니다.
프로린 테크와 협력하는 것은 다양한 용도에 맞는 고품질 부품을 제조하는 데 있어 중요한 첫걸음입니다. 10년 이상 업계에 종사해 온 프로린은 정밀 금형 제작 및 사출 성형 분야에서 풍부한 경험을 축적해 왔습니다. 당사는 오랜 경험과 전문성을 바탕으로 고품질 및 관련 규제 요건을 충족하는 의료용 제품 개발에 주력하고 있습니다. 지금 바로 문의하여 고품질 제품을 만나보세요. 사출 성형 서비스 저희 전문가로부터 부담 없는 견적을 받아보세요!