플라스틱 사출성형 시 수축률 계산방법
플라스틱 사출성형 시 수축률 계산방법
사출 성형은 플라스틱 제품을 대량으로 제조할 때 주로 사용되는 공정입니다. 이 공정에서 정확한 금형 크기와 부품 치수를 예측하기 위해 수축률을 계산하는 것은 매우 중요합니다.
수축률은 플라스틱이 냉각되고 응고되는 동안 발생하는 부피 감소를 나타냅니다. 이 글에서는 플라스틱 사출 성형 시 수축률을 계산하는 방법과 관련된 기본 개념 및 계산 공식을 제공하고, 예시를 통해 이해를 돕습니다.
플라스틱 수축이 발생하는 이유
수축률은 플라스틱이 가열될 때 팽창하고, 냉각될 때 수축하는 특성으로 인해 발생합니다.
사출 성형 공정에서는 용융된 플라스틱이 금형 캐비티에 주입된 후 냉각되면서 부피가 감소합니다. 이 때, 부품의 최종 치수는 금형 치수와는 다를 수 있으며, 이 차이를 정량화하는 것이 수축률입니다.
수축률 계산 공식
수축률 계산을 위한 기본 공식은 다음과 같습니다:
수축률(S) 계산 공식:
S = ((D - M) / D) × 100%
- S - 수축률 (%)
- D - 금형의 치수 (mm)
- M - 사출 성형된 플라스틱 부품의 치수 (mm)
금형 치수(D) 계산을 위한 공식:
D = M / (1 - S)
위 공식을 사용하여 플라스틱 사출 성형 부품의 예상 수축률을 계산할 수 있습니다. 이를 통해 금형 설계 시 정확한 치수를 예측하고, 품질 관리를 향상시킬 수 있습니다.
수축률 실제 예시 계산기
예를 들어, 플라스틱 부품의 목표 크기가 100mm이고 예상 수축률이 2%라면 금형 치수는 다음과 같이 계산됩니다.
플라스틱 사출 성형 수축률 계산 예시
제품 설계자 입장에서의 해결방법
| 원인 | 해결방법 |
| 재료의 수축 특성 | 수축률이 낮은 재료 선택 또는 재료의 수축 특성을 고려한 설계 |
| 벽 두께 불균일 | 벽 두께를 가능한 한 균일하게 설계 |
| 복잡한 형상 | 수축률을 최소화할 수 있도록 간단하고 균형 잡힌 형상 설계 |
| 급격한 두께 변화 | 부드러운 전환을 위해 라운드나 경사를 추가 |
| 대규모 또는 무거운 부품 | 리브, 거스름, 보강재 추가로 구조 강화 |
사출 성형 기계 운영자 입장에서의 해결방법
| 원인 | 해결방법 |
| 금형 온도 조절 | 금형의 온도를 조절하여 고르게 냉각되도록 함 |
| 사출 압력 및 속도 | 사출 압력 및 속도 조정으로 더 균일한 소재 흐름과 충전을 보장 |
| 냉각 시간 | 적절한 냉각 시간 설정으로 부품의 균일한 수축과 응고를 보장 |
| 소재 건조 | 소재의 수분을 제거하기 위해 충분히 건조, 수분에 의한 수축 최소화 |
| 후처리 조건 | 사출 후 부품을 안정화시키기 위해 온도 및 환경 조건을 조절 |
수축률의 영향 요인
수축률은 다음과 같은 여러 요인에 의해 영향을 받습니다.
- 플라스틱의 종류: 서로 다른 플라스틱 재료는 열적 특성이 다르며, 수축률도 다를 수 있습니다.
- 금형의 온도와 냉각 시간: 금형의 온도와 부품이 냉각되는 속도는 수축률에 큰 영향을 줍니다.
- 플라스틱의 두께와 형상: 두꺼운 섹션이나 복잡한 형상은 불균일 냉각을 초래하여 수축률에 변동을 줄 수 있습니다.
- 금형 설계: 금형의 구조적 특성과 게이트 위치는 플라스틱의 흐름과 수축 패턴에 영향을 미칩니다.
이러한 요소들을 고려하여, 플라스틱 사출 수축률 계산은 사출 성형품의 품질과 정확성을 보장하는 데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 사출 성형 공정을 최적화하고, 플라스틱 부품의 치수 안정성을 확보하기 위해서는 이러한 계산과 함께 경험적 데이터와 시험 생산을 통한 검증이 필요합니다.
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