사출 성형 불량과 대책 (trouble shooting) ⑤

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1. 구체적인 원인
1) 높은 냉각속도
• 수지 온도가 너무 낮다.
• 사출 속도가 너무 낮다.
• 금형 온도가 너무 낮다.
냉각된 금형에 성형 수지를 사출 할 경우, 높은 냉각속도 때문에 고화된 외부층이 유동 선단 뒤쪽에 형성된다. 외부 충의 냉각은 금형 표면 근처의 유동 선단 부위의 냉각을 일으킨다. 너무 냉각되면(특히 낮은 사출 속도 하에서) 매우 높은 점성을 가진 또는 고화된 유동 선단 부위가 수지의 바로 전면 유동에 장애를 줄 수가 있다. 그래서 그다음 뜨거운 수지가 보통 때와 같이 금형 표면을 향해 밀어내지 않으나 중간에서 유동 선단의 신연을 일으킬 것이다. 어떤 압력으로부터 유동 선단은 또다시 금형 표면에 부딪칠 것이다. 유동 선단의 냉각된 외주 부위는 금형 벽면과 접촉하지 않는다.

2. 대책 흐름도

기계 셋팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시작하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문 :
1) 사출속도를 증가 시킬 수 있는가?

   →YES: (1) 사출 속도를 올린다.
2) 최대 사출압력에 도달하였는가?

   →YES: (1) 최대 사출압력을 높인다.

   →NO: (1) 수지온도를 높인다. (2) 금형 온도를 높인다. (3) 작은 크기의 러너를 피한다.

 

응력 백화 / 응력 균열

1. 구체적인 원인
응력 백화 또는 응력균열은 최대 변형(예. 외부 응력 또는 변형)을 초과할 때 발생한다. 최대 변형은 사용되는 재료의 종류, 분자구조, 성형방법 및 성형품 주변의 기후에 따라 다르다. 외부 응력 및 내부응력에 대한 강도는 시간 및 온도에 따라 물리적인 과정을 통하여 크게 감소된다. 이러한 경우, 분자의 연결력은 수분 흡수, 확산 및 부품 과정을 통하여 감소된다. 이는 특히 응력 균열을 일으키기 쉽다. 내부 냉각 응력 및 유동에 의한 응력 이외에 팽창에 의한 내부응력은 내부응력의 주요한 이유이다. 외부 팽창 응력은 성형품이 이형중 잔류 압력으로부터 갑자기 대기압으로 변할 경우, 잔류 응력 하에서 이형 때문에 발생된다. 따라서 성형품의 내부 충은 외부 충에 응력을 가한다. 잔류 압력 하에서 이형 되는 주요 이유는 충분치 못한 치수를 가진 금형/또는 높은 캐비티 압력이다.

2. 대책 흐름도

기계 셋팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시각화 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문
1) 심한 변형 때문에 응력 백화가 생겼는가?

   →YES: (1) 외부 응력을 감소시킨다.
2) 잔류응력하에 이형 되는가?

   →YES: (1) 보압 절환을 더 일찍 수행한다. (2) 보압 시간을 줄인다. (3) 이형 온도를 낮춘다.(냉각시간을 길게 한다.) (4) 설계를 변경하여 금형을 보강한다.
3) 결정성 수지인가?

   →YES: (1) 금형 온도를 낮춘다. (2) 수지 온도를 낮춘다.
4) 비결정성 수지인가?

   →YES: (1) 금형온도를 낮춘다. (2) 수지온도를 낮춘다. (3) 보압 시간을 낮춘다. (4) 사출 속도를 변경시킨다. (+)*2 (5) 냉각시간을 짧게 한다.
5) 다른 성형 수지를 사용할 수 있는가?

   →YES: (1) 주변 재료를 고려하여 수지를 선택한다. (2) 결정성 수지를 사용한다. (3) 분자 중량이 높거나 또는 분자 중
량 분포가 좁은 것이 바람직하다.

   →NO: (1) 일정한 금형 온도를 유지한다. (2) 균일한 충전이 되도록 한다. (3) 성형품의 형상을 변경시킨다.*3

 

*변형 (예. 내부 힌지)은 가열된(warm) 상태에서 일어난다. *2 잔류 압력 없이 이형하는 경우에 한함 *3 예. 모서리를 둥글게 하고 살두께 변화를 피한다.

 

※ 주의
불리한 영향을 주는 물질이 사용되면 (예. 알칼리 용액, 그리스 등) 응력 백화 및 응력 균열은 흔히 작업 후 오랜 시간 경과 후 나타난다.

 

이형중 변형

1. 구체적인 원인
변형에 대한 원인은 다음과 같이 구분할 수 있다.
•  이형에 필요한 힘을 성형품에 변형을 주지 않고 적용시킬 수 없다.
•  이형의 운동이 지장을 받는다.
적용하는 이형에 필요한 힘은 아주 중요하므로 가급적 작아야 한다. 이러한 요인 이외에 성형품의 수축이 이형 힘에 대해 직접적인 영향을 준다. 수축 및 이형력은 성형 조건을 변화시킴에 따라 커다란 영향을 받는다. 성형품의 형상도 아주 중요한 인자로 고려되고 있다. 일반적으로 슬리브 및 상자형 제품에 대해서는 낮은 수축률이 바람직하다. 왜냐하면 이들 제품은 코어상에서 수축되려고 한다.(⇒보압을 올리거나 냉각시간을 짧게 한다.) 리브 근처에서, 리브가 금
형 벽면에서 분리되기 때문에 수축은 이형력에 반대로 작용한다.(보압을 낮추거나 냉각 시간을 길게 한다.)

 

2. 대책 흐름도

기계 세팅값을 확인 및 변경, 금형 또는 수지를 변경하고 새로운 사이클을 시작하여 다시 다이어그램을 따라 진행한다.
▶질문 
1) 잔류 압력 하에서 이형?

   →YES: (1) 보압으로의 절환점이 이르다. (2) 보압을 낮춘다. (3) 냉각시간을 길게 한다. (4) 금형을 보강한다.
2) 이젝터 제품을 관통한다.

   →YES: (1) 냉각시간을 길게 한다.

3) 언더컷 때문에 또는 언더컷상에서 변형?

   →YES: (1) 냉각시간을 짧게 한다. (2) 이형 시스템을 확인한다.
4) 긁힌 자국?

   →YES: (1) 보압을 낮춘다. (2) 냉각시간을 길게 한다. (3) 금형 표면의 표면 무늬를 확인한다.
5) 코어상에서 수축 때문에 이형력이 많이 걸린다?

   →YES: (1) 냉각시간을 잡게 한다. (2) 보압을 올린다. (3) 보압 시간을 최적화한다.
6) 리브의 수가 많은 성형품?

   →YES: (1) 보압을 감소시킨다. (2) 보압 시간을 짧게 한다. (3) 냉각속도를 빠르게 한다.

   →NO: (1) 금형 온도를 변경시킨다. (2) 이제터 속도를 빠르게 작동시킨다. (3) 코어의 벤팅을 확인한다. (4) 이형 시스템을 확인한다. (5) 빼기 구배를 확인한다. (6) 이형제를 사용한다.

 

흑점(Dark spots)

1. 구체적인 원인
흑점 또는 반점은 여러 가지 요인에 의해 발생된다.
• 성형에 관련된 원인 : (에. 수지 온도가 너무 높기나 가소화 유닛 내에 체류 시간이 너무 길다. 핫러너 시스템에 온도 구배가 잘못되었다.)
• 금형에 관련된 원인 : (예. 게이트가 깨끗하지 못함 또는 핫 러너 시스템의 마모(정체구역))
• 기계에 관련된 원인 : (예. 깨끗하지 못한 가소화 유닛 또는 마모된 스크루 및 실린더)
• 수지 또는 착색제에 관련된 원인 : (예. 수지의 불순물, 재생 수지 비율이 높음, 착색제/마스터 배치 불량)

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

   →YES: (1) 입자에 불순물이 포함되어 있지 않은지 확인한다.
2) 재료 변경 후 혹점이 생겼는가?

   →YES: (1) 가소화 장치를 청소한다.
3) 수지 온도가 성형온도 범위를 초과하였는가?

   →YES: 수지 온도를 내린다. (1) 실린더 온도를 변경시킨다.) (2) 스크루 속도를 변경시킨다.(-) (3) 배압을 감소시킨다.
4) 수지의 정체 시간이 임계 범위 이하인가?

   →YES: (1) 사이클 타임을 줄인다. (2) 가소화 시간 지연을 길게 한다. (3) 가소화 유닛의 크기를 확인한다.

   →NO: (1) 핫러너 온도를 확인한다. (2) 재생수지의 비율을 줄인다. (3) 착색제의 적합성을 확인한다. (4) 가소화 시스템, 게이트 시스템 및 핫러너의 불순물, 마모, 정체구역을 확인한다.

 

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2020/06/09 - [분류 전체보기] - 사출 성형 불량과 대책 (trouble shooting) ②

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