사출 성형 공정에는 주로 가소화, 금형 폐쇄, 고압-금형 클램핑,주입그림 1-8과 같이 , 압력 유지, 냉각 및 성형, 금형 개방 및 제품 제거. 위의 공정은 그림 1-9와 같이 주기적으로 반복되어 사출 성형 생산이 지속적으로 진행됩니다.
위 프로세스의 주요 단계는 다음과 같습니다.
플라스틱의 가소화(용해)
가소화는 성형 전 준비 과정을 말하며 주요 요구 사항은 다음과 같습니다. 플라스틱을 안정적인 온도로 가열합니다. 온도와 성분은 균일해야 하며 지정된 시간 내에 충분한 양의 용융물을 제공할 수 있어야 합니다. 플라스틱은 가장 낮은 온도에서 제어되어야 합니다.
나사가 사전{0}}가소화 상태에 있을 때 앞뒤로-회전한 후-플라스틱 재료가 나사의 뒤쪽 부분에서 점차적으로 압착되고, 이 축적물이 나사 앞쪽의 공간에 모여 체크 밸브에 압력을 가하는 용융물을 형성합니다. 이 압력을 배압이라고 합니다. 나사 회전 중에는 적절한 작동 압력 또는 압축력을 받아 뒤로 회전하며 측정된 나사 제어 스트로크가 멈출 때까지 회전이 계속됩니다. 이 과정을 계량 또는 정량화라고 합니다.
다양한 열 이력 경로로 인해 발생하는 다양한 가소화 수준으로 인해 재료에는 세 가지 응집 상태, 즉 고체 자연 응집 상태, 점성 흐름 및 반고체 상태,-용융 상태가 있습니다. 스크류에 따라 고체 이송부, 압축부, 계량부로 구분됩니다. 재료는 공급 과정에서 전도를 통해 열을 흡수하고 전달합니다. 이 단계에서 나사의 주요 효과는 전달 작용입니다. 재료의 열은 주로 배럴의 가열과 스크류의 회전에 의해 발생하는 열에서 발생하므로 성형 주기를 단축하고 스크류 속도를 높여 품질을 향상시킬 수 있습니다.
금형 캐비티 충전
플라스틱이 가열, 가압, 가소화되어 사출 성형기 배럴에 유입된 후 스크류는 사출 시스템을 통해 용융물을 금형 캐비티에 주입합니다. 이 과정을 금형 충전이라고 합니다.
충전 공정은 유동 단계, 압력 유지 단계, 금형 캐비티 개방의 세 단계로 구분됩니다. 금형 충진이 시작되면 금형 캐비티가 열린 후 약 95% 충진되는 시간에 도달합니다. 이후 완성되면 충진시 문제가 발생할 수 있으며, 생산효율이 낮을 수 있습니다. 다만, 실제 상황에서 성형조건이 적절하지 않은 경우 불량이 발생할 수 있습니다.
① 너무 빠른 속도, 조기 전단박화. 플라스틱은 급격한 사용으로 인해 절단되고 변형되면 배럴 바닥 상태에서 관형 형태로 존재하게 됩니다. 액체 흐름 저항이 낮기 때문에 접착력의 영향으로 국부 점도가 증가하여 융착 정도와 온도가 변할 수 있습니다. 따라서 흐름 제어 단계에서는 캐비티 내에서 상대적으로 낮은 압력 하에서 충전이 수행됩니다. 또한 흐름 제어 단계에서는 고속- 충진으로 인해 예상되는 밝은 영역에서 용융물의 절단 저항이 크게 감소하는 반면 냉각 작용의 효과가 불분명하고 냉각 활용률이 불분명합니다. 이는 고속-속도 사용을 선택할 때의 단점입니다.
② 속도가 너무 느리면 열이 부족하여 속도 조절이 제대로 되지 않습니다. 속도가 너무 느리면 배럴의 접착력이 커지고 흐름 저항이 커지고 흐름 압력이 커집니다. 용융 플라스틱과 금형 사이의 접촉 시간이 길기 때문에 흐름이 느려지고 열 방출이 빨라지며 불충분하게 나타나고 열 방출이 심해 고화 층으로 나타나고 여러 층의 점성 흐름 층의 접착과 결합되어 응고 층이 두꺼워져 점성 층 저항과 흐름 저항이 더욱 증가합니다.
압력 유지
보압 단계의 목적은 스크류에 의해 용융된 플라스틱에 지속적으로 압력을 가하여 용융물을 압축하고 플라스틱 밀도를 높여 수축을 보상하는 것입니다. 보압 단계에서는 금형 캐비티가 이미 용융된 플라스틱으로 채워져 있으므로 배압이 높습니다. 이 압축 과정에서 사출 성형 기계 나사는 천천히 그리고 약간만 앞으로 이동할 수 있으며 플라스틱의 유속도 상대적으로 느립니다. 이 흐름을 유지 압력 흐름이라고 합니다. 유지 압력 단계에서 금형 캐비티 벽에 의한 냉각으로 인해 용융된 플라스틱이 빠르게 응고되기 때문에 용융 점도도 빠르게 증가하여 금형 캐비티 내에 상당한 저항이 발생합니다. 압력을 유지하는 후반 단계에서는 용융된 플라스틱의 밀도가 계속 증가하고 플라스틱 부품의 모양이 점차 형성됩니다. 유지 압력 단계는 게이트가 응고되어 밀봉될 때까지 계속되며, 이 시점에서 금형 캐비티 압력이 최고 값에 도달합니다.
유지 압력 단계에서는 상대적으로 높은 압력으로 인해 플라스틱이 부분적으로 압축 가능한 특성을 나타냅니다. 압력이 더 높은 영역에서는 플라스틱의 밀도가 더 높아집니다. 압력이 낮은 영역에서는 플라스틱의 다공성이 더 크고 밀도가 낮습니다. 따라서 밀도 분포는 위치와 시간에 따라 달라집니다. 보압 과정에서 플라스틱 유속은 극도로 낮고 흐름은 더 이상 지배적인 역할을 하지 않습니다. 압력은 유지 압력 과정에 영향을 미치는 주요 요인이 됩니다. 압력을 유지하는 과정에서 플라스틱은 금형 캐비티를 채우고 점차적으로 응고되는 용융물은 압력을 전달하는 매개체 역할을 합니다. 금형 캐비티의 압력은 플라스틱을 통해 금형 캐비티 벽 표면으로 전달되어 금형을 열려는 경향이 있으므로 금형을 고정하려면 충분한 체결력이 필요합니다. 정상적인 상황에서는 팽창력으로 인해 금형이 약간 열리게 되어 금형 환기에 도움이 됩니다. 그러나 팽창력이 너무 크면 버가 생기거나 넘치거나 금형이 열리기 쉽습니다. 따라서 사출성형기를 선택할 때에는 충분히 큰 형체력을 갖는 사출성형기를 선택하여 확실한 팽창을 방지하고 압력을 효과적으로 유지해야 합니다.
냉각 및 성형
사출 성형 금형에서는 냉각 시스템의 설계가 매우 중요합니다. 성형된 플라스틱 제품을 탈형 후 일정 강성까지 냉각 및 응고시켜야만 외력에 의한 변형을 방지할 수 있기 때문이다. 냉각 시간은 전체 성형 주기의 약 70~80%를 차지하므로 잘 설계된 냉각 시스템은-성형 시간을 크게 단축하고 사출 성형 생산성을 향상하며 비용을 절감할 수 있습니다. 잘못 설계된 냉각 시스템은 성형 시간을 늘리고 비용을 증가시킵니다. 고르지 못한 냉각은 플라스틱 제품의 뒤틀림과 변형을 더욱 유발할 수 있습니다.
실험에 따르면, 금형에 들어가는 용융물의 열은 대략 두 부분으로 분산됩니다. 열의 5%는 복사와 대류를 통해 대기로 전달되고 나머지 95%는 용융물에서 금형으로 전달됩니다. 금형 내에서는 냉각수 파이프로 인해 열 전도를 통해 금형 캐비티의 플라스틱에서 냉각수 파이프로 열이 전달된 다음 열 대류를 통해 냉각수에 의해 운반됩니다. 냉각수에 의해 운반되지 않은 소량의 열은 외부 환경과 접촉하여 공기 중으로 소실될 때까지 금형 내에서 계속 전도됩니다.
사출 성형 사이클은 금형 폐쇄 시간, 용융물 충전 시간, 보압 시간, 냉각 시간 및 탈형 시간으로 구성됩니다. 냉각 시간은 약 70~80%로 가장 큰 비율을 차지합니다. 따라서 냉각 시간은 플라스틱 제품의 성형 주기 길이와 생산량에 직접적인 영향을 미칩니다. 탈형 단계에서는 플라스틱 제품의 온도를 열 변형 온도 이하로 냉각하여 잔류 응력으로 인한 이완이나 탈형력으로 인한 뒤틀림 및 변형을 방지해야 합니다.
플라스틱 부품 탈형
플라스틱 부품의 탈형은 사출 성형 주기의 마지막 단계입니다. 즉, 금형에서 플라스틱 부품을 수동으로 또는 기계적으로 제거하는 것입니다. 플라스틱 부품이 냉간 경화되었더라도{1}}탈형은 여전히 품질에 상당한 영향을 미칩니다. 부적절한 탈형 방법은 탈형 중에 플라스틱 부품에 고르지 않은 응력을 발생시켜 취출 중에 뒤틀림, 변형 및 기타 결함을 유발할 수 있습니다. 탈형 방법에는 이젝터 핀 탈형과 스트리퍼 플레이트 탈형의 두 가지 주요 탈형 방법이 있습니다. 금형을 설계할 때 플라스틱 부품의 품질을 보장하려면 제품의 구조적 특성에 따라 적절한 탈형 방법을 선택해야 합니다.