사출 성형 불량과 대책 (trouble shooting) ②

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콜드 슬러그 / 콜드 플로우 라인

1. 구체적인 원인
콜드 슬러그는 수지가 사출 되어 그다음 순서대로 금형으로 운반되기 전에 게이트 또는 노즐에서 고화될 때 형성된다. 콜드 슬러그가 다시 용융되지 않으면 혜성의 꼬리와 같이 보이는 자국을 만든다. 이것이 성형품상에 퍼질 수 있다. 콜드 슬러그는 러너를 막아 수지를 분리시킨다. 그 결과 웰드라인과 같은 결함을 가져온다.
콜드 슬러그는 노즐 온도 제어 불량 또는 가소화 유닛의 후퇴 지연에 의해 발생된다. 작은 노즐 직경도 불리한 영향을 미친다.

2. 대책 흐름도
기계 셋팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시작하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문 
1) 감압을 줄일 수 있는가?
   →YES: (1) 감압을 줄인다.
2) 가소화 유닛을 더 일찍 분리시킬 수 있는가?

   →YES: (1) 가소화 유닛을 더 일찍 분리시킨다.
   →NO: (1) 노즐 온도를 확인한다.(예. 히터를 설치) (2) 노즐 온도를 올린다. (3) 노즐 단면을 크게 한다. (4) 더 긴 게이트를 적용한다. (5) 셧오프 노즐을 사용한다.

 

기포 형성(갇힌 공기)

1. 구체적인 원인
사출도중 공기가 수지 속에 갇혀 성형품에 공동(空洞)(공기 기포)으로 나타난다.
이런 결함에 대해서는 주로 두 가지 원인이 있다.
1) 감압이 너무 높거나 너무 빠르다.

2) 가소화 성능이 너무 낮다.

2. 대책 흐름도
기계 셋팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시작하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문
1) 감압을 줄일 수 있는가?

   →YES: (1) 감압을 천천히 하거나 줄인다.
2) 성형중 갑자기 일어나는 결함인가?
   →YES: (1) 수지 계량을 확인한다.

   →NO: (1) 배압을 높이고 스크루 속도를 조절한다. (2) 계량 스트로크를 줄인다. *1 (3) 가소화 유닛을 확인한다. *2
*1 비투명, 제품은 기포의 의심이 갈 때에는 랜덤 하게 확인한다.
*2 계량 스트로크는 스크루 직경의 1~3배가 되어야 한다.

 

※ 주의
공동(空洞)에는 두가지 종류 즉 갇힌 공기 및 기공이 있다. 기공은 성형 수지의 수축(싱크 마크 참조)에 의해 형성된 속이 빈 공동(空洞)이다. 두 가지 사이의 차이는 모양이 비슷하기 때문에 구별하기가 아주 어렵다. 다음의 힌트가 참고될 것이다.
• 공동이 터질 때 기포(진공)에는 가스가 들어 있지 않다.
• 갇힌 공기는 감압을 사용하지 않음으로써 감소시킬 수 있다.
• 보압 또는 보압시간을 변경시키는 것은 공동의 크기에는 영향을 주지 않는다.
공동을 가진 성형품은 통상 공동이 없는 제품에 비해 강하지 못하다. 투명하지 않은 제품은 랜덤 하게 터트려 시험하여야 한다.

 

미성형

1. 구체적인 원인
불완전 충전에 대한 몇 가지 구체적인 원인이 있다.
1) 사출 되는 수지가 너무 작다. (예. 사출량이 너무 작다.)

2) 벤팅 문제로 수지 흐름이 지장을 받는다.

3) 사출 압력이 충분치 못하다.

4) 수지 경로의 고화가 너무 빠르다. (예. 낮은 사출 속도 또는 금형의 온도 조절 불량)

 

2 대책 흐름도 
기계 세팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시작하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문 :
1) 스크루가 맨 앞에 와 있는가?

   →YES: (1) 사출량을 증가시킨다. (2) 체크 링을 확인한다.
2) 최대 사출 압력에 도달되었는가?

   →YES: (1) 최대 사출 압력을 높인다. (2) 수지 온도를 높인다.
3) 충전 시 압력이 강하되는가?

   →YES: (1) 압력 절환이 늦다 : (2) 절환 압력을 올린다. (3) 절환 스크루 스트로크를 증가
시킨다. (4) 절환 시간을 느리게 한다.

   →NO: (1) 사출 속도를 변경시킨다 (+) (2) 금형 온도를 높인다. (3) 벤팅을 좋게 한다. (4) 게이트의 모양을 변경시킨다. (5) 노즐 직경과 온도를 확인한다.

 

※ 주의 
불완전 충전은 벤팅 문제 때문에 반드시 디젤 효과를 일으키는 것은 아니다. 그러므로 흔히 결함의 원인을 결정하기가 어렵다.

 

이젝터 자국

1. 구체적인 원인 
여러 가지 해결책을 네 가지 주요. 그룹으로 나눌 수 있다.
1) 성형에 관련된 원인
(예. 조기 이형 또는 부적합한 기계 셋 팅 때문에 높은 이젝팅 힘이 가해짐)
2) 형상적인 원인
(이젝터 조립 불량 및 길이 부정확)
3) 기계적 및 강도와 관계된 원인

(예 치수 부정확 및 설계 불량, 성형품 및 이젝팅 시스템 불량)
4) 열적인 원인
(이젝터와 금형 간의 높은 온도 차이)

 

2. 대책 흐름도
기계 세팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시작하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문

1) 광택 차이?

   →YES: 금형 내에서 압력의 급격한 상승을 피한다. (1) 절환점을 최적화한다. (2) 보압을 감소시킨다. (3) 보압 시간을 감소시킨다. (4) 일정한 금형 온도 (5) 이젝터 설계/시스템 변경
2) 이젝터가 균일하게 배치되지 못하거나 축방향으로 틈새가 있는가?

   →YES: (1) 이젝터를 설치한다. (2) 이젝터 헤드의 자국 및 접촉 표면을 확인한다.
3) 이젝터 자국을 위로 올린다?

   →YES: (1) 길이가 긴 이젝터 사용한다.
4) 조기 이형?

   →YES: (1) 냉각 시간을 길게 한다.
5) 금형 변형이 심하다?

   →YES: 금형 내에서 압력의 급격한 상 승을 피한다. (1) 절환점을 최적화한다. (2) 보압을 감소시킨다. (3) 금형을 보강한다.
6) 높은 이형력?

   →YES: (1) 보았을 변경시킨다. (2) 냉각시간을 변경시킨다. (3) 코어 벤팅을 좋게 한다. (4) 빼기 구배 및 언더컷을 확인한다.

   →NO: (1) 보압을 낮춘다. (2) 보압 시간을 짧게 한다. (3) 금형 온도를 낮춘다.

 

흑줄(타버림 줄, 갈색 또는 은색)

1. 구체적인 원인
타버림 줄은 수지의 열 손상에 의해 발생된다. 그 결과 분자 연결고리의 길이가 짧아지거나 (은색으로 변함) 고분자는 달라진다.(갈색으로 변함)
열 손상이 일어날 수 있는 원인
1) 온도가 너무 높거나 사전 건조 시 체류시간이 너무 길다. • 수지 온도가 너무 높다.
2) 가소화 유닛 내의 전단이 너무 심하다.(예. 스크류 속도가 너무 높다.)
3) 가소화 유닛내의 체류시간이 너무 길다.
4) 금형에서 전단이 너무 심하다. (예 사출 속도가 너무 빠르다.)

※ 수지 온도를 확인하기 위해 “공기 중에” 사출 한다. 니들식 온도측정기로써 온도를 측정한다.

2. 대책 흐름도

기계 세팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 기각하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문
1) 수지 온도가 성형온도 보다. 높다?

   →YES: 수지 온도를 낮춘다. (1) 실린더 온도를 변화시킨다.(-) (2) 스크루 속도를 변화시킨다.) (3) 배압을 낮춘다.
2) 수지 체류시간이 임계 범위 이내에 있는가?

   →YES: (1) 사이클 타임을 줄인다. (2) 가소화 지연시간을 길게 한다. (3) 기계 용량을 크게 사용한다. 스크루 스트로크를 증가시킨다. (4) 재생 수지를 감소시킨다.

3) 타버림 줄이 주기적으로 나타나거나 또는 공기 중에 사출 하면 보인다?

   →YES: (1) 게이트와 가소화 장치 내의 정체 구역 및 흐름을 저해하는 구역을 없앤다. (2) 가소화 장치의 마모를 확인한다. (3) 수지 입자의 상태 및 이송을 확인한다.
4) 게이트 주위에 타버림 줄?

→YES: (1) 사출 속도를 낮춘다.(사출과정 천천히 빨리) (2) 핫 러너를 확인한다. (3) 게이트에서 날카로운 에지를 피한다.
(1) 사출속도를 낮춘다. (2) 날카로운 엣지를 피한다. (3) 작은 러너를 피한다.*1 (4) 스프루우 및 게이트를 확인한다.*2 (5) 노즐 단면을 확인한다. (6) 셧오프 노즐의 기능을 확인한다. (7) 재료의 사전 건조를 확인한다. (8) 재생수지 비율을 낮춘다. 이 (9) 높은 열 안정도를 가진 수지 또는 착색제를 사용한다.

 

*1) 유동해석을 하여 금형설계

*2) 너무 길거나 높은 건조온도 때문에 열손상이 생길 수 있음.

 

※ 주의 
플라스틱의 열분해는 표면상의 손상은 육안으로 보이지는 않아도 제품의 강도에 영향을 미친다.

 

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<파트너스 활동으로 소정의 수수료가 발생할 수 있음>