우레탄 사출 성형

우레탄 사출 성형 가이드

우레탄은 시제품 제작, 자동차, 견고한 바퀴, 컨베이어 벨트 부품 등에 사용되는 고분자의 일종으로, 우레탄 사출 성형은 매우 가치가 높습니다. 

우레탄 사출 성형은 내구성이 뛰어난 금속 금형 대신 저렴한 실리콘 금형을 사용하는 우레탄 주조와 다릅니다.

이 가이드에서는 우레탄 사출 성형 공정과 그 장점에 대해 자세히 살펴보고, 마지막에는 우레탄 사출 성형을 언제 사용할 수 있는지 판단하는 데 도움이 되는 작은 팁을 제공합니다. 

 

우레탄 소재란 무엇인가요?

폴리우레탄은 폼처럼 유연할 수도 있고, 견고한 플라스틱처럼 단단할 수도 있는 고분자의 한 종류입니다. 우레탄은 촉매를 첨가하여 물성을 조절할 수 있기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 

우레탄은 내구성이 뛰어나며 일반 플라스틱이나 고무보다 마모 및 화학 물질 노출에 대한 저항력이 우수합니다. 우레탄의 종류에 따라 균열 없이 휘어지고 구부러질 수 있습니다. 

우레탄은 특정 PU 코팅의 경우 열이나 자외선 하에서 디이소시아네이트와 폴리올(당알코올)의 화학 반응을 통해 만들어집니다. 

우레탄에는 열가소성 폴리우레탄과 열경화성 폴리우레탄의 두 가지 종류가 있습니다.

사출 성형 기계에는 우레탄을 가열해야 하는데, 이를 위해 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 사용됩니다. 

제목: 우레탄 소재 부품

 

우레탄 사출 성형이란 무엇인가요?

우레탄 사출 성형은 TPU 또는 폴리우레탄을 압력을 가해 금형에 주입한 후 냉각 및 경화시켜 부품 형태로 만드는 대량 생산 공정입니다. 

폴리우레탄 사출 성형(반응 사출 성형)

폴리우레탄 사출 성형은 액체 형태의 폴리올과 이소시아네이트를 혼합하여 폴리우레탄(PU)을 만든 후 금형에 주입하는 공정입니다.

TPU 사출 성형

TPU 사출 성형은 기존의 사출 성형 배럴과 스크류를 사용하여 TPU를 금형에 주입하고 부품 형상을 만듭니다. 

폴리우레탄 사출 성형 공정: 단계별 가이드

반응성형 PU 공정. 출처: 과학 직접

폴리우레탄 사출 성형은 피스톤, 펌프 및 저장 탱크를 사용하기 때문에 사출 성형 및 압력 성형에 비해 공정이 다소 복잡하고 시간이 많이 소요됩니다. 

1단계: 레진 보관

이 공정의 첫 번째 단계는 폴리올을 저장 탱크에, 이소시아네이트를 별도의 탱크에 저장하는 것입니다. 탱크에서 나온 파이프를 통해 폴리머가 금형으로 공급되고, 별도의 라인을 통해 다시 저장 탱크로 순환됩니다.

2단계: 주입

폴리우레탄 사출 성형 전에 2액형 수지를 믹싱 헤드에서 혼합하고, 작은 플런저가 후퇴하여 혼합된 수지(PU)가 금형으로 흘러 들어가도록 합니다. 폴리우레탄 사출 성형에는 수지가 제대로 혼합되도록 고압이 필요합니다. 

3단계: 경화

폴리우레탄(PU) 사출 성형은 금형 캐비티에 특수 공구강이나 고강도강을 필요로 하지 않습니다. 이 공정은 일반적으로 알루미늄 금형을 사용하는데, 이는 사출 전에 폴리머를 고온으로 가열할 필요가 없기 때문입니다. 

경화 시간은 충진 밀도와 부품 크기에 따라 달라집니다. 폴리우레탄 생산은 발열 공정(열 발생 공정)으로, 혼합 후 금형에 주입하는 과정에서 금형 온도가 상승하여 부품 경화를 촉진합니다. 

벽 두께는 온도 상승에 있어 주요 요인입니다. 벽이 얇은 부품은 온도를 25°C 정도 상승시키고, 크기가 큰 부품이나 대용량 성형의 경우 온도가 100°C 이상으로 올라갈 수 있습니다.

경화 전에 폴리우레탄이 금형 바닥에 달라붙는 것을 방지하기 위해 윤활제를 도포합니다. 

4단계: 배출

경화 후 금형이 식으면 이젝터 핀을 사용하여 생산된 부품을 금형에서 분리합니다. 

5단계: 코팅

대부분의 성형 부품은 후처리 공정을 거칩니다. 간단한 도색만으로도 미관을 개선하고 광택을 더할 수 있는 경우가 많습니다. 

 

폴리우레탄 vs. 열가소성 폴리우레탄(TPU) 사출 성형

TPU 사출 성형

TPU 사출 성형은 가열된 배럴에 TPU 펠릿을 넣고, 기존의 스크류와 배럴을 이용하여 펠릿을 금형 근처로 이동시키면서 균일한 농도로 녹이는 방식입니다. 

혼합 및 가열 과정에서 원하는 색상과 염료를 첨가할 수도 있습니다. TPU 사출 성형에는 알루미늄 또는 경화강으로 제작된 정밀 가공 금형이 필요합니다. 

The 금형 툴링 이 공정은 비용이 많이 들기 때문에 모든 복잡한 세부 사항, 디자인 및 핵심 부품을 이 단계에서 통합해야 합니다. 스크류는 인젝터 역할도 겸하며, 압력을 형성하여 용융된 TPU를 1500bar로 주입하고 수축을 방지하기 위해 일정 시간 동안 제자리에 머무릅니다. 

TPU 부품이 경화된 후 배출되고, 외부 표면에서 돌출부나 플래시가 제거됩니다. 

폴리우레탄 사출 성형에는 탱크 두 개와 금형 프레스가 있는 RIM 기계가 사용되는데, 이는 TPU 사출 성형에 사용되는 펠릿 및 가열 배럴 방식과는 다릅니다. 

주요 차이점

• 폴리우레탄 성형은 사출 성형 직전에 형성되는 액체 PU를 사용하는 반면, TPU 사출 성형은 열가소성 펠릿을 사용합니다.
• 폴리우레탄 사출 성형은 TPU 사출 성형에 비해 낮은 20~150바 정도의 압력을 사용하는 반면, TPU 사출 성형에는 최대 1500바의 압력이 필요할 수 있습니다. 
• PU 수지는 다시 녹여서 재사용할 수 없는 열경화성 플라스틱이지만, TPU는 다시 가열하여 재활용할 수 있는 열가소성 소재입니다. 
• 폴리우레탄은 완전히 다른 액체 폴리머 저장 탱크 설비를 필요로 하지만, TPU 플라스틱 사출 성형에는 배럴과 스크류가 사용됩니다. 

 

우레탄 사출 성형의 주요 응용 분야

폴리우레탄 사출 성형 응용 분야

폴리우레탄 사출 성형은 금형이 간단하고 금형 제작 비용이 낮은 경우가 많아 열경화성 부품을 생산합니다. 우레탄 사출 성형의 적용 분야는 다음과 같습니다.

• 자동차 외장 부품, 예를 들어 앞 범퍼와 대시보드 등에 사용되는 우레탄은 부드러운 충격 흡수력을 내기 위해 촉매와 특수 경화 공정이 필요하며, 이를 통해 자동차에 쿠션형 플라스틱 트림을 경제적인 가격으로 제작할 수 있습니다. 
• 우레탄 사출 성형은 MRI 기계의 소음을 줄이기 위한 견고하고 가벼운 외함 등 의료 분야에 다양하게 응용됩니다. 
• 격리
• 많은 안전 헬멧, 자전거 헬멧 및 스포츠 헬멧은 맞춤형 모양으로 쉽게 성형할 수 있는 유연한 우레탄 성형 패딩을 사용합니다. 

TPU 사출 성형 응용 분야

TPU 사출 성형은 더 빠르고 정확하며 견고한 열가소성 수지를 생성합니다. TPU 사출 성형의 적용 분야는 다음과 같습니다.

• TPU는 탄성, 유연성, 내구성을 갖추고 있습니다. 또한 방수 기능도 있어 신발 밑창에 이상적인 소재입니다. 
• 많은 휴대폰 케이스가 TPU 소재로 만들어집니다.
• TPU는 엔진 조립에서 매우 특정한 역할을 합니다. 가스켓은 흔히 TPU로 만들어지며 우수한 밀봉 효과를 제공합니다. 
• 바퀴는 사출 성형 TPU로 만들어집니다. 구체적으로, 컨베이어 벨트 롤러입니다. 

우레탄 사출 성형 시 흔히 발생하는 문제점과 해결 방법

TPU 부품

우레탄 사출 성형은 다른 사출 성형 원료와 마찬가지로 동일한 결함과 문제점을 가지고 있습니다. 

혼합 중 반응성

폴리올과 이소시아네이트의 혼합 비율은 후혼합기에서 신중하게 조절해야 합니다. 비율이 일정하지 않으면 경화가 불량해지거나 고체 내에 중합체가 현탁될 수 있습니다. 또한 경화를 원활하게 진행하기 위해 금형을 미리 예열해야 합니다. 

채우기 밀도

일단 수지가 금형에 주입되면 발포체의 밀도를 제어하는 ​​것은 상대적으로 어렵습니다. 압력, 발포제 등의 매개변수를 변경하면 밀도 조절이 가능해집니다. 온도 밀도를 변화시켜 부품의 강도를 바꿀 수 있습니다. 

사출 성형 중 수분 조절

경화 과정에서 수분이 발생하면 기공이 생기고 가스가 갇혀 부품의 무결성이 저하될 수 있습니다. TPU 펠릿은 수분을 제거하기 위해 예열 후 건조됩니다. 

수축

TPU는 형상 전환 시 수축이나 변형이 발생하기 쉬우므로 사출 후 압력을 가하는 것이 중요합니다. 이는 '정지 시간'을 통해 달성할 수 있습니다.

점도

모든 재료의 점도는 온도에 따라 변합니다. TPU의 점도가 균일하지 않고 온도 변화에 따라 점도가 달라지면, 일부는 너무 묽고 다른 부분은 부드럽게 흐르는 층상 흐름 현상이 발생할 수 있습니다. 

이로 인해 플래시 현상과 불완전한 충전이 발생할 수 있습니다. 배럴 내부 금형 입구 부근의 온도를 일정하게 유지하고 동일한 크기의 펠릿을 사용하면 이 문제를 해결할 수 있습니다. 적절한 재료를 선택하면 많은 결함을 방지할 수 있습니다. 더 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 사출 성형에 가장 적합한 재료 여기를 클릭해 문의해주세요. 

 

고품질 사출 성형 서비스

프로린테크는 수백 명의 고객에게 수천 개의 고품질 사출 성형 부품을 제공해 왔습니다. 당사의 사출 성형 재료는 다음과 같습니다. 

• ABS 사출 성형
• 몰래 엿보다
• PET 
• HDPE
• TPU
• 나일론
• 폴리에틸렌

 

FAQ

우레탄을 사출 성형할 수 있나요?

폴리우레탄은 사출 성형을 통해 가볍고 견고하며 내구성이 뛰어난 부품을 대량 생산할 수 있습니다. 폴리우레탄 부품은 자동차 산업에서 널리 사용됩니다. 

주입식 우레탄 공정은 무엇인가요?

폴리우레탄 사출 성형은 액체 폴리올과 이소시아네이트를 사용하여 정밀 가공된 금형에 주입하는 반응 사출 성형 방식을 사용할 수 있습니다. 

TPU와 폴리우레탄은 사출 성형에서 동일한 소재인가요?

TPU는 용융하여 사출 성형에 다시 사용할 수 있는 열가소성 수지이지만, 폴리우레탄(PU), 특히 수지는 생산 후 재성형이 불가능한 열경화성 수지입니다. 

열가소성 폴리우레탄(TPU) 사출 성형의 장점은 무엇입니까?

TPU 사출 성형은 형상 공차가 정밀하고, 사이클 속도가 빠르며, 적용 분야가 다양하고, 대량 생산에 비용 효율적입니다.

우레탄 사출 성형은 어떤 산업 분야에서 일반적으로 사용됩니까?

우레탄 사출 성형은 주로 자동차 산업과 신발 금형 제작에 사용됩니다. 우레탄은 절연체로도 사용되지만, 이 경우에는 일반적으로 사출 성형이 아닌 분사 방식으로 도포됩니다. 

사출 성형용 재료를 선택할 때 어떤 요소를 고려해야 할까요?

사출 성형 재료를 선택할 때는 금형 비용, 재료와 금형 재료의 반응성, 수분 제거를 위한 예열과 같은 전처리, 그리고 재료의 기계적 특성을 고려해야 합니다. 

우레탄 사출 성형에서 흔히 발생하는 결함은 무엇입니까?

가장 흔한 우레탄 사출 성형 결함으로는 수축 자국, 기포, 플래시, 뒤틀림, 수축률 증가 및 불균일한 경화 등이 있습니다.