보압 프로파일

열가소성 수지의 보압 효과는 변형, 수축 및 싱크 마크와 같은 결함 발생에 중요한 영향을 미칩니다. 보압 해석의 주된 출력은 체적 수축이며, 체적 수축의 분포와 크기가 제품 품질에 큰 역할을 합니다.

제품을 충전에 맞게 최적화하고 러너의 크기를 조정하며 가급적이면 냉각 해석을 실행한 후에 보압 해석을 수행해야 합니다. 보압 해석을 실행하는 데는 충전 해석을 위한 입력 외에 다음 3가지의 입력이 필요합니다.

적합한 보압 압력 결정

보압 압력은 제품을 보압하는 데 사용되며 종종 충전 압력과 관련됩니다. 대략적인 가이드로, 보압 압력은 충전 압력의 약 80%가 되어야 합니다. 하지만 보압이 상당히 변할 수 있습니다. 보압 압력은 대개 충전 압력의 20%-100%이며 높거나 낮을 수 있습니다. 보압 압력의 중요한 요소로 사출기의 형체력 한계를 초과할 만큼 높아선 안 됩니다.

다음 공식으로 사용해야 하는 최대 압력을 예상합니다. 이 공식으로 사출기 용량의 80%가 사용되도록 제품 전반의 일정 구배를 취하는 압력을 결정합니다. 신중한 접근방식이기는 하지만 이를 시작점으로 사용할 수 있습니다.

여기서,
  • : 형체력(톤)
  • : 모델의 총 투영 영역(cm²)

적합한 보압 시간 결정

제품 중량을 반복적으로 확인하고 보압 시간을 늘려서 게이트 고화 시간을 식별할 수 있습니다. 제품 중량이 더 이상 증가하지 않으면 게이트가 고화됩니다. 예를 들어, 2초의 보압 시간을 설정한 후 4초의 보압 시간으로 두 번째 해석을 실행하십시오. 제품 중량이 증가하면 2초 후에 게이트가 고화됩니다. 제품 중량이 안정될 때까지 해석을 반복하고 보압 시간을 늘리십시오.

보압 프로파일 최적화

수축 차이가 변형의 원인이므로 수축이 줄면 변형도 줄어듭니다.

보압 프로파일을 만들려면 제품의 충전과 냉각을 최적화해야 합니다. 제품의 냉각 방법이 보압에 영향을 미치므로 보압 프로파일은 충전+보압 결과에 금형 냉각 효과를 감안하는 냉각+충전+보압 해석 순서에 기초해야 합니다.

사용하는 재료 유형과 제품 크기에 따라 수축 범위가 결정됩니다. 대개 제품이 클수록 허용되는 수축 범위도 커집니다. 수축 차이가 변형의 원인이기 때문에 제품의 체적 수축은 제품의 가능한 변형과 치수 안정성에 영향을 미칩니다. 제품을 균등하게 수축시킬 때 그 크기가 당연히 변하지만, 사출 성형 플라스틱이 균등하게 수축되지는 않습니다. 체적 수축을 최소화하면 변형의 양이 줄어듭니다. 제품 전반의 체적 수축 범위가 수축에 따른 크기 감소를 넘어서 변형까지도 일으킵니다.

전형적인 제품에서 치수가 작아지고 충전 말단 근처에서 싱크 마크와 보이드가 잘 생깁니다. 또는 반대로 게이트 근처에서 보압 양으로 인해 치수가 커지며 싱크 마크와 보이드가 잘 생기지 않고 크기도 작을 것을 예측할 수 있습니다. 전형적으로 충전 말단보다 게이트 주위 영역이 매우 잘 보압됩니다. 이러한 충전 말단과 게이트 영역 간의 수축 차이가 변형을 일으킬 수 있습니다. 제품 전반의 수축 분포가 작으면 제품 전반의 속성이 보다 균등해집니다.

체적 수축을 균등하게 하려면 캐비티 압력을 제어해야 합니다. 체적 수축은 고화 당시 플라스틱 압력과 함수 관계에 있으며 압력이 높을수록 수축이 적습니다. 압력 구배가 높아 제품 전반의 수축 차이 범위가 대개 넓어집니다. 플라스틱의 점도가 높기 때문에, 그 결과에 따른 압력 구배가 충전 말단 근처 영역의 압력과 게이트 주위의 압력이 같아지는 것을 방해합니다. 따라서 충전 말단의 수축이 게이트 근처보다 대개 커집니다. 사이클의 보압 단계 동안 시간이 경과하여 압력이 내려가면 수축량이 제어될 수 있습니다. 충전 말단 영역이 고화된 후에는 압력이 내려갈 수 있으며 그 동안 게이트에 가까운 영역은 계속해서 냉각됩니다. 고화 선단이 충전 말단에서 게이트로 이동함에 따라 게이트 근처의 압력이 낮아져 충전 말단 근처의 수축과 비슷하게 수축됩니다.

이 기술이 어느 범위까지 유용한지는 제품과 게이트의 크기, 재료 유형, 제품 충전에 사용하는 성형 조건 및 제품의 벽 두께 변화에 따라 달라집니다. 보압 압력을 변경하는 데 일정 압력 사용과 선형 다단 압력 사용이라는 2가지 기본적인 보압 방법이 있습니다. 일정 보압 압력을 사용할 경우 지정된 시간 동안 사출기가 균등한 양의 압력을 공급합니다. 일부 사출기는 압력 크기를 한 번만 변경해도 새 압력이 새 레벨로 일정하게 유지됩니다.

다음 그래프에 나타난 바와 같이 프로파일 보압에서는 일정 압력 시간이 경과한 후 시간이 지남에 따라 보압 압력이 선형으로 감소합니다. 올바로 적용하면 보압 프로파일에서 제품의 체적 수축이 보다 균일하게 나타납니다. 프로파일에서는 제품의 압력 분포를 균등히 하여 수축 분포를 개선합니다. 이는 제품에 가해지는 압력이 낮을수록 수축이 커지기 때문입니다. 실제로, 충전 말단의 체적 수축량이 허용 가능한 한계 내에 오고 제품 전반의 수축 레벨이 동일하도록 보압 프로파일이 설계됩니다.



보압 방법

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(a) 압력 [MPa], (b) 시간 [Sec], 일정 압력, 다단 압력.

사출기로 프로파일을 만들 수 있으면 보압 프로파일을 사용합니다. 제품 벽 두께가 상당히 변하면 보압 프로파일이 별다른 도움이 되지 않을 수도 있습니다. 벽이 두꺼울수록 얇은 벽과 동일한 체적 수축을 얻는 데 필요한 압력이 높아집니다. 보압 프로파일을 사용하는 주된 이유는 영역의 수축 변화로 인해 변형이 발생할 때 제품 변형을 줄이기 때문입니다.

주: 보압 프로파일의 최적화 공정을 요약하자면, 충전 완료 시 체적 수축량이 허용 가능한 한계 내에 오도록 한 후 시간 경과에 따라 압력을 줄여 제품 전반의 수축 레벨을 동일하게 하는 것입니다.