▶ 사출성형불량대책
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(●=주요 Check 사항 ,○=일반적 Check 사항) |
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불량현상 |
성형조건 |
재료 |
제품/금형 설계 |
도장 |
도금 |
환경 | ||
|
가소화 |
사출 |
보압 | |||||||
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1 |
강도부족 |
● |
|
|
○ |
|
|
|
|
|
2 |
금형이물부착 |
○ |
|
|
● |
○ |
|
|
|
|
3 |
|
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○ |
○ |
● |
|
|
| |
|
4 |
|
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○ |
○ |
|
● |
| |
|
5 |
|
○ |
|
○ |
|
|
○ |
○ | |
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6 |
|
|
|
|
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|
● |
○ | |
|
7 |
|
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|
○ |
|
● |
|
| |
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8 |
|
○ |
|
○ |
|
● |
|
| |
|
9 |
|
● |
|
○ |
○ |
|
|
| |
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10 |
|
○ |
|
● |
○ |
|
|
| |
|
11 |
|
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○ |
○ |
○ |
|
|
| |
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12 |
색선(우라) |
○ |
|
|
● |
|
|
|
|
|
13 |
|
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○ |
○ |
● |
|
|
| |
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14 |
스크래치 |
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|
○ |
|
|
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15 |
실바리 |
● |
○ |
|
○ |
|
|
|
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|
16 |
○ |
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|
● |
○ |
|
|
| |
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17 |
|
○ |
|
○ |
○ |
|
|
| |
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18 |
이물혼입 |
○ |
|
|
● |
|
|
|
|
|
19 |
이형불량 |
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|
○ |
○ |
○ |
|
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20 |
재료공급편차 |
○ |
|
|
○ |
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21 |
전사불량 |
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|
● |
○ |
|
|
|
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22 |
젯팅 |
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○ |
|
○ |
○ |
|
|
|
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23 |
칫수불량 |
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○ |
○ |
○ |
|
|
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24 |
○ |
|
● |
○ |
○ |
|
|
○ | |
|
25 |
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○ |
○ |
○ |
|
|
○ | |
|
26 |
○ |
|
○ |
○ |
○ |
|
|
| |
|
27 |
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|
● |
○ |
|
|
|
| |
|
28 |
|
○ |
|
○ |
○ |
|
|
| |
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29 |
● |
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○ |
○ |
○ |
|
|
| |
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30 |
● |
|
○ |
○ |
|
|
|
| |
|
31 |
흘림 |
● |
|
|
○ |
|
|
|
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|
32 |
|
|
● |
|
○ |
|
|
| |
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33 |
GF 표면돌출 |
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|
○ |
○ |
|
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|
아래의 용어들은 사출성형의 불량 현상에 대한 용어를 설명한 것이다.
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| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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불량용어 |
미성형 |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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|
현 상 |
플라스틱 성형품의 전체 형상이 나오지 않고 일부분에 성형이 되지 않은 상태를 미성형 이라고 함. |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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원 인 |
대 책 |
| |||||
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|
원료 공급량 부족 |
계량완료 리밋트 스위치를 후퇴시켜서 원료의 공급량 증가 |
| |||||
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|
사출압력 |
사출압력을 충분히 올린다. 이때 중요한 것은 사출압력을 급격히 올리면 burr(flash) 가 발생하며이의 발생이 심하면 금형의 바란스가 틀어지게 되므로 주의해서 서서히 조절한다. |
| |||||
|
|
사출속도 |
사출압력에 비해서 상대적으로 속도가 늦으면 압력만 올린다고 해서 미성형이 해결되지 않는다. 그러므로 사출속도의 조절이 필요하며 사출속도도 압력과 마찬가지로 서서히 제품을 성형하면서 상향 조절해야 한다. |
| |||||
|
|
사출온도 |
적정 수지온도를 컨트롤 하는 것이 중요하다. 온도도 마찬가지로 사용수지의 열분해 온도를 필히 참고해서 급격히 올리지 않도록 주의 한다. |
| |||||
|
|
사출기의 |
상기 사출온도가 사용수지의 적정온도임에도 불구하고 미성형이 발생하면 사출기 노즐온도와 수지온도를 필히 측정 비교해 보고 노즐온도가 수지온도 보다 낮으면 노즐온도를 컨트롤하는 열선을 체크해 보고,또한 노즐의 크기를 체크해서 작으면 노즐경이 큰것으로 교체한다. (ex: 850 톤 이상의 중대형 사출성형기의 노즐 구경은 최소 5Ø 이상이 적당하다.) |
| |||||
|
|
게이트/런너/ |
설계시 적정 크기의 설계가 되어야 하나 제품의 크기에 비해서 게이트/런너/스푸루의 크기가 지나치게 작으면 미성형의 원인이 되므로 이를 수정해야한다. * 사출기의 사출압력이 과도하게 걸리면 반드시 체크해 보아야 한다. |
| |||||
|
|
제품두께 |
제품의 두께가 얇으면 미성형의 원인이 된다. 박육성형용(1.5mm 이하) grade 가 아닌데 박육성형을 하려다 보면 문제가 발생 하므로 처음 개발시 grade 선정이 또한 중요하다. |
| |||||
|
|
금형온도 |
사용수지의 적정 금형온도를 유지 해야 한다. 특히 금형온도가 너무 낮으면 제품에 박리도 발생할 수 있으므로 가능한 적정 금형온도를 유지 할수 있도록 금형온도를 조절하는 온수기 사용을 권장한다. |
| |||||
|
|
제품구조 |
제품의 구조가 복잡하면 거기에 맞는 적정 grade 선정이 중요하다. 예를들어 유동장이 긴 성형품인데 일반 용도의 grade 를 사용하면 미성형이 발생하므로 충분한 유동성을 갖는 수지의 선정이 중요하다. |
| |||||
|
|
불량용어 |
박리 (PEELING, CLEAVAGE) | ||||||
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|
현 상 |
성형품의 표면이 운모상의 얇은 층처럼되어 벗겨지는 현상 | ||||||
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|
원인과 대책 |
| ||||||
|
1. 이종수지의 혼입에 의한 박리 | ||||||||
|
|
(1) |
이종수지의 혼입은 상용성이 나쁜 수지가 혼합되는 것이며 성형품의 SKIN층이 박리되는 전형적인 현상이다. 게이트 주위에서 뚜렷하게 나타나며 정도가 약한 경우에는 SILVER와 유사하게 나타나므로 원인분석시 주의를 요함. | ||||||
|
|
(2) |
PS와 ABS, PE와 PP, ABS와 PE, ABS와 PP 등과 같이 상용성이 나쁜 수지의 혼용시에는 필히 발생함. | ||||||
|
|
(3) |
GRADE 교체시 실린더 내부 또는 HOPPER를 철저히 청소하여 이물혼입을 방지해야하며 특히 실린더와 스크류의 DEAD SPACE에 탄화된 잔존물이 남아있다가 사출성형 도중에 떨어져나와 국소적인 박리가 나타나므로 충분한 주의를 기울여야 함. | ||||||
|
2. 성형조건의 부적합에 의한 박리 | ||||||||
|
|
(1) |
용융수지의 온도가 극단적으로 낮을 경우 같은 재료라도 성형품의 표면과 내부에 부르틈이 발생되는 경우가 있음. | ||||||
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|
(2) |
수지온도가 너무 낮으면 가소화 부족의 수지가 캐비티내에 유입되어 층상으로 고화되며 또한 금형온도가 극히 낮아서 사출된 수지가 금형면에 접촉하여 곧 수지가 고화를 시작하여 외벽부와 내부의 온도차로 얇은 고화층을 형성하여 박리현상으로 된다. | ||||||
|
|
(3) |
ENPLA 수지중에서도 압출시 혼련성 부족으로 수지간의 계면접착력이 감소하여 물성저하가 나타나는 경우도 있음. | ||||||
|
3. 활제의 과다사용에 의한 박리 | ||||||||
|
|
(1) |
수지의 이형성 혹은 유동성을 향상시키기 위하여 일반적으로 외부활제를 투입하고 있는데 단일 수지라도 투입량이 많은 경우 외부활제에 의한 박리현상이 발생한다. | ||||||
|
|
(2) |
외부활제는 M.I가 매우 높아서 성형작업시 MECHANISM에 의해 활제가 성형품의 표면으로 표출되어 아주 얇은 박막 형태로 표면에서 일어나는 경우가 있으며 활제가 필요 이상 많이 투입 되면 박막의 두께가 두꺼워져 상용성이 없는 수지와 같은 박리현상이 발생됨. | ||||||
|
|
(3) |
또한 열안정성이 낮은 활제를 사용할 경우에도 박리현상이 나타나며 게이트 주위에서 시작하여 성형품 전체에 걸쳐 박리현상이 나타남 | ||||||
|
4. GATE가 너무 작을 경우의 박리 | ||||||||
|
|
GATE 크기가 너무 작으면 CAVITY내에의 수지유입 속도가 늦고 얇은 층이 형성되어 박리가 발생함. | |||||||
|
불량용어 |
변형 (WAPRAGE) | |||
|
현 상 |
그 형상으로부터 오는 성형수축에 의해 발생하는 잔류변형, 과충진, 수지온도, 금형온도, 사출압력 등이 성형조건에 의해 발생하는 잔류응력, 이형시에 발생하는 잔류응력 등이 영향을 미쳐 발생하는 것으로 휨이나 뒤틀림으로 나타남. | |||
|
|
원인과 대책 | |||
|
원 인 |
대 책 | |||
|
냉각 불충분 |
- 냉각시간을 길게한다. | |||
|
이형 불균일 |
- 돌출의 균형을 취한다. | |||
|
냉각 불균일 |
- 성형품의 두께를 될 수 있는 한 균일하게 한다 | |||
|
사출압력이 부적당 |
- 최소압력으로 한다 | |||
|
게이트 위치의 부적당 |
- 두께가 얇은 부분에 설치하도록 한다. | |||
|
코아의 편중 |
- 게이트를 수정한다. | |||
|
게이트로 부터의 유동길이차가 크다. |
- 다점 게이트로 한다. | |||
|
리브의 부적당 |
- 리브를 설치하든가 늘린다. | |||
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|
| |||
|
|
|
| ||
|
|
| |||
|
|
| |||
|
|
2. 금형의 냉각으로 휨을 개선하는 경우 | |||
|
|
|
| ||
|
|
3 성형후에 휨을 수정하고 싶은 경우 | |||
|
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| ||
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|
4. 상자형 성형품에 있어서 측벽의 내측휨 | |||
|
|
|
| ||
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|
5. 리브측과 그 반대측으로의 휨 | |||
|
|
|
| ||
|
6. 게이트측으로의 휨 | |
|
|
|
|
7. 얇은 상자형 성형품에서 시간에 따라 휨의 크기가 달라지는 경우 | |
|
|
|
|
8. 휨을 예측하여 역휨의 금형을 제작했으나 반대로 역휨이 샘해지는 경우 | |
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|
|
9. 비틀림 | |
|
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불량용어 |
수축(sink mark) | |
|
현 상 |
제품의 표면에 움푹 패여 보이는 부분을 수축 이라고 한다. | |
|
원인과 대책 | ||
|
원 인 |
대 책 | |
|
사출압력 |
사출압력이 낮을경우 캐비티내 압축성에 대응할 양만큼 보충이 안되므로 재료의 수축분 만큼 싱크마크가 발생하므로 사출압력을 높인다. | |
|
냉각시간 |
냉각시간이 짧으면 냉각속도가 늦어져 성형품의 냉각 수축이 불충분해져서 이형후 수축에 의한 싱크마크가 발생하므로 가능한 적정 냉각 시간을 설정 조치 한다. | |
|
금형온도 |
금형온도가 높으면 냉각속도에 의해 우라(주름:creasing)가발생할수도 있는데 이부분이 싱크마크로 보인다.그러므로 재료의 적정 금형온도를 유지 한다. | |
|
보압시간 |
보압시간이 짧으면 냉각수축분에 대한 양을 충분히 캐비티내에 보충할 수가 없어 싱크마크가 생길수 있으므로 보압시간을 재 설정한다. | |
|
런너/게이트 크기 |
제품의 크기나 두께에 비해 런너 및 게이트의 크기가 협소하면 싱크마크가 발생할 소지가 있으므로 런너 및 게이트의 크기는 가능한 넓혀서 작업한다. | |
|
제품두께 |
제품의 두께가 불균일 하면 싱크마크는 반드시 발생하므로 가능한 제품의 두께는 균일하게 설계해야만 한다. | |
|
리브두께 |
제품두께에 비해서 리브두께가 60% 이상을 초과하면 싱크마크가 발생할수 있으므로 가능한 리브의 두께는 제품두께 대비 60% 이내에서 설계가 되어야 한다. | |
|
재료의 온도 |
재료의 온도가 너무 높으면 제품의 두꺼운 부위나 리브,혹은 보스부뒷면에 싱크마크가 나오기 쉽기 때문에 가능한 적정 작업온도를 유지 한다. 성형온도를 낮추고 사출압력을 높이면 재료의 수축이 작아 지므로 싱크마크 발생이 감소한다.특히 성형품 말단(게이트에서 먼곳)은 수지온도가 낮으므로 용융점도가 상당히 높아져서 사출압력을 높여도 충진이 잘안되고 보압을 줘도 수축량을 보충할수 없게 되므로 싱크마크 발생이 되기 쉽다.따라서 이러한 부분은 제품의 두께를 늘리거나 보조 리브를 만들어 수지의 보충이 원활히 될수 있도록 하므로서 싱크마크 발생을 감소할수 있다. | |
|
불량용어 |
탄 화 |
|
현 상 |
제품 표면에 심한 것은 진한갈색으로 그보다 조금 덜한 것은 연한 갈색으로 흐름방향으로 gas 를 동반해서 나타나는 현상 |
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원인과 대책 | |
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1. |
실린더내에서 수지가 과열되면 열분해 되어서 나타나는 경우 |
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2. |
너무 낮은 온도로 성형시 수지와 스크류와의 전단발열로 인해 발생하는 경우 |
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3. |
금형내 GAS VENT 부족으로 인해 탄화가 발생하기도 한다. |
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4. |
기타 난연성의 수지를 사출시 난연제의 열분해로 발생 하는 경우 |
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불량용어 |
표 면 불 량 | ||||||
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현 상 |
l 이색 l 색얼룩(shading) l 불루밍(blooming) | ||||||
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원인과 대책 | ||||||
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1. |
이색
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| ||||||
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2. |
색얼룩
| |||||
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|
| ||||||
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3. |
블루밍(Blooming) 떨어져서 표면에 나타나는 얼룩 상태. 즉시 원료 메이커로 통보후 교환 할 것 |
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불량용어 |
흑점 (BLACK SPOT), 이물 (CONTAMINANT) | |||||
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현 상 |
제품표면에 검은색, 짙은 갈색 및 청색계열의 흑점 또는 이물이 박혀있 는 현상으로 매우 작은 짙은색의 것과 연한색의 퍼짐성의 것이 있음. | |||||
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원인과 대책 | ||||
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● |
SCREW나 BARREL에 손상이 있는 경우 수지가 이부위에서 체류, 탄화되어 연속적인 흑점이발생됨. | |
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● |
실린더 헤드가 고장난 경우 부분적인 온도상승으로 흑점 발생 | |
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● |
실린더 온도가 올려져 있는 상태로 장시간 작업을 정지하면 수지가 탄화되어 흑점 발생 | |
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● |
노즐 주위에 부착된 수지가 제거되어 있지 않으면 성형시 노즐 부위의 탄화물이 흡착되어 흑점 발생함. | |
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| |||
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● |
스크류 헤드가 파손되어 실린더를 마모시켜 쇳조각으로 인한 흑점 발생. | |
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● |
호퍼 및 원료 탱크에 원료투입시 지대표면의 이물 및 먼지가 혼입되어 흑점 발생. | |
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● |
지대 개봉시 실 또는 지대조작이 혼입되어 흑점 발생. | |
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● |
자동이송시 흡입된 공기에서 혼입된 먼지, 이물로 인해 흑점 발생 | |
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| |||
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● |
PELLET에 COLOR 착색하는 경우 미분산이 일어날수 있으며, 이로 인한 흑점 발생 | |
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● |
분산 가공처리가 안된 안료를 사용할 경우 미분산에 의한 흑점 발생, (군청색계) | |
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| |||
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발생에 이르는 성형시간은 수지에 따라 다르지만 스크류를 빼서보면 압축부로부터 계량부로 부착되어 있다. 이것은 수지자체가 열분해나 실린더에 혼입된 공기에 의해 산화됨으로써 발생하는 것이며, 이러한 것은 특히 휴일 다음날의 이물발생에 큰 문제로 된다. 소위 성형시작시에 온도가 상승하면 금속과 수지의 열팽창율차에 의해 스크류 등의 표면에 부착되어 있던 이물질이 박리하여 성형품에 혼입되는 것이다. | ||
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| ||
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예를 들면 안정제와 수지의 분해생성물이 결합하여 이물로 되기도 하고, 안정제 자체가 변색, | ||
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| ||
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불량용어 |
BURR (바리), FLASH |
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현 상 |
금형의 접합면(Parting Line) 입자, 돌출핀, 슬라이드의 압절면 등 금형 을 구성하는 각 부품의 간격에 용융수지가 흘러들어 여분의 수지가 필름 상태로 붙어 있는 현상 | ||
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원인과대책 |
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1. |
금형의 형체압력이 불충분할 경우 재료를 사출할 때 금형이 약간 열리는 일도 있다. 이것은 금형면적이 너무 크거나 형체기구가 토글식인 경우 금형 위치조절이 불확실한 경우 종종 발생한다. | |
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|
2. |
금형의 가이드부쉬 또는 가이드핀이 마모되면 파팅라인이 있는 곳에 바리가 생기기 쉬어진다. 금형 설치판에 흠이 있거나 타이바가 금형을 지지하기에 충분한 경우가 아니면 약간 휘어지기 때문에 바리 발생의 원인이 된다. | |
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|
3. |
금형면에 이물이 부착해 있으면 금형이 완전히 닫히지 않기 때문에 바리가 생긴다. 바리가 부착된 상태로 작업을 계속하면 금형을 손상시키는 일이 있으므로 주의를 요한다. | |
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4. |
성형품의 투영면적이 | |
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|
5. |
재료온도가 너무 높으면 점도가 저하되기 때문에 극히 작은 간격에서도 바리가 나타난다. | |
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|
6. |
소요 사출량보다 공급량이 많으면 재료가 과잉으로 사출되기 때문에 바리가 발생한다. | |
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|
7. |
사출압력이 너무 높으면 금형이 열린 사이에 재료가 압입되어 바리가 생긴다. 용융된 점도가 낮은 수지 PA, PP, PE, PS 등은 흐름이 좋아 금형틈새로 새나오는 현상이 많다. 이경우 사출보압 절환위치를 빨리 작동시키면 계량이 감소하고 사출압력이 저하된다. 유동성이 좋은 수지에서는 처음부터 높은 보압을 걸지말고 성형품 상태를 보아 가면서 조금씩 압력을 높여야 한다. | |
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