kap 업종별기술세미나 12년 11월 #1

2012 . 11. 12

자동차부품산업진흥재단전문위원 김 종만

사출성형 수축 /변형의 원인과 불량 방지대책

사출성형 수지의 특성 ( 수축 중심 )1

금형 온도조건과 수축발생의 관계2

부품 두께와 수축발생의 관계3

목 차

수축과 변형 불량 대책4

요약 및 맺음말5

1) 결정성 수지 → 용융을 하면 융해되어 결정이 풀리고 다시 냉각하면 결정이 진행 되는 수지로서 결정은 규칙적으로 가지런히 정렬되고 결정이 되지 않고 부분은 분자들이 불규칙적인 상태로 됨2) 비결정성 수지 → 모든 분자들이 불규칙하게 얽혀 있는 상태의 수지

•비결정성 수지 •결정성 수지


1) 결정성 수지 →PE, PP, PA6, PA66, POM, PBT, PET 등2) 비결정성 수지 →PS, PC, AS, ABS, PMMA, PVC 등

•비결정성 수지

비용적

온도•Tg •Tm•B•A •C

열수축

•비용적 -온도 곡선 특성 (모형도 )

•결정성 수지

비용적

온도•Tg •Tm•B•A •C

열수축

결정수축

+


유리전이온도 , 결정화 온도

•비결정성 수지 •결정성 수지


수지명 수축율 (%)

GP-PS 0.2~0.6

PC 0.5~0.8

AS 0.2~0.7

ABS 0.3~0.8

PMMA 0.2~0.8

PVC 0.4~0.5

수지명 수축율 (%)

HD-PE 2~3

PP 1~2.5

PA6 0.9~2,5

PA66 0.9~2.5

POM 1.5~3.5

PBT 1.9~2.4

결정성 수지

▣ 수축율 비교

비결정성 수지


금형온도에 따른 수축율 ( 치수 ) 변화량그라프 에서 보듯이 금형온도 40℃ 경우와 95℃ 의 경우 0.4% 수축 차이 발생

부품의 치수가 100mm 일 경우 0.4mm 차이 발생 부품의 치수가 25mm 일 경우 0.1mm 차이 발생

▣ PBT( 비강화 ) 수지의 금형온도에 의한 수축율 관계

수축 0.4%


80℃

60℃60℃60℃

80℃ 80℃

결정성 수지의 경우 왼쪽 금형의 온도상태에서 발생하는 휨 뱡향은 ?

▣ 금형의 온도 차이에 의한 수축 현상


80℃

60℃60℃60℃

80℃ 80℃

결정성 수지의 경우 왼쪽 금형의 온도상태에서 발생하는 휨 뱡향은 ? → B 형상



•A 형상

•B 형상

60℃60℃60℃

60℃60℃60℃

60℃ 60℃



•NARA M&D Co.,LTD.•24

•다른 부위 보다 늦게 고화 진행되며•수축에 의한 변형이 되는 위치

•용융 상태고화 상태

•캐비티측 •코어측 •열이 집중되는 위치


▣ 금형의 냉각회로 배치


▣ 팬의 수축변화에 의한 변형불량 개선 사례


•C/T C/T 단축단축

•금형온도 영향

•표면 향상표면 향상

•강도 향상강도 향상•수축수축 //변형 개선변형 개선

•치수안정성치수안정성

•웰드 개선웰드 개선

•충진 향상충진 향상


•★ 두꺼운 부분이 열용량이 많으므로 중점적으로 냉각한다 .

•★제품의 굴곡부위를 고려하여 냉각홀 배치한다 .

•★코어핀의 경우에도 C/T 에 영향이 있는 경우에는 냉각홀 설치 한다 .

•★수축으로 인한 변형을 방지 목적으로 상하측 별도 온도 관리 한다 .

•★열정도성이 좋은 재질을 부분적으로 사용한다 .

•★금형 내에 냉각수가 멈추어 고이는 부분이 없도록 한다 .


80℃80

℃80℃

두꺼운 부분에서의 표면 수축과 중심부의 기공 발생 원리 → 금형 표면의 온도와 사출된 용융 수지의 온도 차이로 표면 부터 고화가 진행되며 , 중심부는 서서히 응고되며 표면쪽으로 수지가 이동한다 .

80℃

80℃

80℃

빠른 고화

서서히 고화

▣ 고화 과정과 수축 및 기공 발생 현상


•기공 발생 •기공 없슴

보압 조건을 조정하여 수축 기공을 개선


기포부위 단면 상태

▣ 수축 기공 발생 사례


게이트 랜드와 단면적에 따른 고화의 영향

게이트 위치의 영향


•★보압을 적정하게 , 게이트 응고가 완료 될 때까지 유지한다 .( 역류 방지 )

•★쿠션량을 적절하게 ( 소형 사출기 5mm) 유지하여 수축양 보충 한다 .

•★게이트의 위치는 부품의 가장 두꺼운 부분에 위치한다 .

•★게이트의 단면적을 적합하게 한다 .( 작을경우 게이트 응고 빠름 ).

•★중량관리를 하여 이상유무 확인한다 .

수축 기공 개선을 위한 요소


다이렉트 게이트 반대면위치의 수축 현상

사이드 게이트 주변의 수축 현상


B

A

개선전 형상•개선후 형상

•터미널 내폭으로 휨발생

•수축율 감안

•금형 코아 수정 추진 ( 편당 2°)


25

구 분 A B 개선방법 결 과

개선전 0° 0° - 722,932 ppm

개선후 2° 2°코아 역보정

개선 ( 편당 2°)2,968 ppm

터미널 변형 불량 → 금형의 해당 부품 수정 ( 역보정 ) 실시

개선전 개선후


•▣Gas 성형 금형 구조

•C

•C

•SECTION C-C

두꺼운 부분에 고압 가스 주입으로 수축 개선


•-0.3mm •+2.5mm

보스부위 살두께 조정으로 수축 개선


▣ 부품 설계 단계에서 수축 , 변형 요소 방지 형상 설계


금형 온도

부품 두께

게이트 위치

보압

수축 ,변형


▣ 수축 , 변형 주요 요소들

▶ 수축에 영향을 주는 다양한 원리를 알고 , 또한 수축의 편차는 변형불량으로 발전됨을 이해하며 , 이는 곧

치수 의 불량으로 됨 . ▶ 최적의 조건을 찾도록 노력하고 표준화 추진 .

▶ 표준 조건은 설정되어있으나 관리가 미흡하여 수축 , 변형이 발생하는 경우가 많음으로 표준화 조건을 항시 준수 .


감사합니다 .

kap 업종별기술세미나 12년 11월 #1

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