2샷 성형 설계 지침: 벽 두께, 게이팅 및 재료 페어링

견고한 폴리프로필렌 본체와 부드러운 터치 TPE 버튼이 있는 비누 디스펜서 펌프를 상상해 보세요. 10년 전만 해도 표준 방식은 두 구성 요소를 별도로 성형한 다음 압입하거나 접착하는 방식이었습니다. 그립 벗겨짐, 손잡이 미끄러짐, 이중 재고, 추가 노동력 등의 실패 모드는 모두 생산 엔지니어에게 친숙합니다. 2샷(2샷) 성형 프레스는 동일한 사이클 내에서 코어를 성형하고, 공구를 회전시키고, 그립을 오버몰딩하여 대부분의 문제를 제거합니다. 문제는 이 컴팩트한 프로세스가 금형 형상, 재료 쌍 및 ​​기계 동작이 함께 설계될 때만 작동한다는 것입니다. 이러한 지침은 신뢰할 수 있는 기계적 접합과 박리 청구 간의 차이입니다.

2샷 성형이란 무엇입니까?

2액형, 듀얼샷 또는 2K 성형이라고도 불리는 2샷 성형에서는 단일 클램프 장치를 사용하지만 2개의 별도 사출 장치를 사용합니다. 일반적인 회전 테이블 레이아웃에서는 회전판에 장착된 금형이 첫 번째 재료를 받아 180도로 회전한 다음 두 번째 샷을 위해 두 번째 배럴을 닫습니다. 두 재료가 서로 응고되어 화학적 또는 기계적 결합을 형성하고 다중 재료 부품이 동일한 주기로 배출됩니다. 인서트 처리, 2차 프레스, 접착제가 필요하지 않습니다.

설계자들은 투샷 성형이 오버몰딩과 동일한지 묻는 경우가 많습니다. 엄밀히 말하면 오버몰딩은 경화된 인서트를 다른 금형으로 옮겨 표준 기계에서 수행할 수 있습니다. 투샷 성형은 하나의 기계, 하나의 사이클, 하나의 금형 세트로 구성된 통합 버전입니다. 실제 투샷 툴링은 일반적으로 구축 비용이 더 많이 들지만 실행 비용은 더 저렴하기 때문에 견적 시 이러한 구별이 중요합니다. 에이 2색 사출성형기 두 배럴과 서보 구동 인덱스 플레이트에 대한 전용 제어 시스템을 통해 이 원리를 구현합니다.

성형 성공을 결정하는 7가지 설계 규칙

기계 개념이 확정되면 금형 설계자가 결과를 제어합니다. 이러한 규칙은 생산 및 고객 감사에서 발견되는 문제의 빈도에 따라 정렬됩니다.

규칙 1: 재료 쌍으로 시작

결합 강도가 첫 번째 관문입니다. TPE는 모든 엔지니어링 플라스틱을 화학적으로 잡아주지는 않습니다. 폴리프로필렌에서는 대부분의 스티렌계 TPE가 강한 결합을 형성합니다. PBT나 나일론의 경우 조인트는 일반적으로 기계적 인터록에만 의존하므로 벗겨짐이 약합니다. 실용적인 출발점은 대략 40~60°C 내에서 유사한 용융 온도를 갖는 재료를 결합하여 두 번째 샷이 첫 번째 샷을 과도하게 연화시키지 않도록 하는 것입니다. 경도와 오일 함량에 따라 접착 거동이 크게 달라지므로 항상 일반 데이터시트보다는 특정 TPE 등급으로 검증하십시오.

규칙 2: 첫 번째 샷의 벽을 충분히 견고하게 유지하세요

샷 1의 기판은 두 번째 배럴이 압축되는 동안 기계적으로 안정적으로 유지되어야 합니다. 대부분의 열가소성 수지의 경우 샷 1의 최소 벽을 1.2mm 이상으로 유지하십시오. 단발 성형에서와 마찬가지로 벽이 얇은 언어가 여기에 적용됩니다. 두 번째 재료가 가장자리를 감싸는 위치에서 오목한 언더컷을 첫 번째 샷 형상으로 가공합니다. 이 기계적 잠금 장치는 화학적 결합을 보호하고 평평한 인터페이스보다 박리 응력을 훨씬 더 잘 견뎌냅니다.

규칙 3: 사출 압력을 견디는 차단 랜드 설계

두 캐비티 사이의 모든 밀봉 라인은 두 번째 주입 압력을 견뎌야 합니다. 설계 차단 랜드는 분할 평면에서 최소 3mm 너비이고 강철 앵글은 닫힘 방향에 수직입니다. 마모된 모서리에서 플래시가 튀어오르게 하는 계단식 차단을 피하십시오. 녹아웃 핀이 두 번째 샷 캐비티 근처에 있어야 하는 경우 핀을 차단 랜드 내부에 배치하여 확인 표시가 누출 경로가 되지 않도록 합니다.

규칙 4: 기존 표면에 평행한 두 번째 샷 게이트

샷 2의 게이트는 첫 번째 샷 표면을 침식하지 않고 용융물을 캐비티 안으로 직접 주입해야 합니다. 가장 안전한 형상은 기존 벽과 평행하게 배향된 잠수함 또는 터널 게이트이므로 흐름이 수직으로 충돌하는 대신 첫 번째 재료 위로 미끄러집니다. 그런 다음 두 게이트 사이에서 보압 압력이 균형을 이루어야 합니다. 이제 강철을 절단하기 전에 균형을 확인하기 위한 금형 흐름 분석이 표준이 되었습니다.

규칙 5: 차등 수축 및 구배 고려

두 재료는 서로 다른 속도로 수축합니다. 견고한 ABS 기판은 약 0.5% 수축할 수 있는 반면, 부드러운 TPE는 1.5~2.5% 수축할 수 있습니다. 더 단단한 재료가 최종 치수를 결정하지만 잔류 인터페이스 응력으로 인해 얇은 빔에 변형이 발생할 수 있습니다. 외벽에서는 구배 각도를 1~2°로 유지하고 두 번째 샷이 보스 주위를 감싸는 경우에는 2~3°를 유지합니다. 150mm보다 긴 부품의 경우 길이 100mm당 0.1~0.2°를 추가하세요. 플래튼의 회전 지수 오류가 캐비티의 먼 가장자리에서 눈에 띄는 불일치가 되기 때문입니다.

규칙 6: 배출 순서 계획

2샷 금형에서는 두 번째 재료가 질감이 있는 코어에 달라붙기 때문에 2단계 배출이 필요한 경우가 많습니다. TPE 접착력이 높은 측면에는 스트리퍼 플레이트를 사용하고, 흡입 흔적이 생기지 않도록 코어 핀에 계단을 유지하십시오. 훨씬 더 일반적인 문제는 회전 중에 첫 번째 샷 표면에 점수를 매기는 것입니다. 두 번째 캐비티 높이를 통과해야 하는 모든 코어는 테이블 인덱스 전에 충분한 이동이 필요합니다. 이는 작업 현장 조정이 아닌 설계 초기에 금형 크기 계산이 됩니다.

규칙 7: 인터페이스를 염두에 두고 공차 설정

다중 재료 부품은 두 개의 서로 다른 수축 곡선과 하나의 지수 메커니즘을 통해 공차를 축적합니다. 재료 경계 전체에 엄격한 위치 공차를 지정하지 마십시오. 대신, 두 번째 샷 측에서 허용되는 분리 증인을 정의하고 자체 위치를 찾는 결합 기능을 설계하십시오. 이러한 접근 방식은 자동차 내장 부품, 의료용 손잡이, 가전 제품 커버에 널리 채택되고 있습니다. 응용공학 .

기계 선택: 프레스를 금형에 맞추기

사출기를 선택하는 것은 나중에 생각할 일이 아닙니다. 투영 면적, 샷 볼륨, 회전 테이블 직경 등 세 가지 기계측 매개변수가 금형 설계에 직접적인 영향을 미칩니다. 성형업체는 일반적으로 두 캐비티의 투영 면적을 더하고 재료별 톤수 계수를 적용한 다음 10~20%의 안전 여유를 추가하여 필요한 조임력을 추정합니다. 둘째, 사출 장치 균형이 중요합니다. TPE 샷이 2~5g에 불과한 경우 두 번째 배럴의 측정 분해능에 따라 ±0.1g 반복성을 유지할 수 있는지 여부가 결정됩니다. 셋째, 회전 테이블은 인덱싱 중에 모든 코어와 슬라이드를 비워야 합니다. 이는 정격 톤수를 고려하기 전에 최소 타이바 간격을 설정하는 경우가 많습니다.

HXS160 중형 부품용 듀얼 컬러 사출 성형기 독립적인 사출 장치와 서보 회전 테이블을 갖춘 이 투샷 기계는 중간 범위의 체결력에 적합하므로 제어 패널, 핸들, 캡 및 가전 부품의 실용적인 진입점이 됩니다. 제품보기 →

약 160~200톤의 형체력을 위해 HXS160 및 HXS200과 같은 특수 목적으로 제작된 이중 색상 기계는 두 개의 독립적인 사출 장치와 서보 감지 회전 테이블을 제공합니다. 이는 중형 제어판, 손잡이, 캡 및 가전 부품의 표준 시작점이 됩니다. 아래 차트는 2단계 인서트 경로와 로터리 2샷 경로의 효과적인 생산 순서를 상대적 규모로 비교합니다.

일반적인 결함과 설계로 이를 방지하는 방법

아무리 잘 설계된 2샷 금형이라도 2샷 간의 상호작용이 무시되면 실패할 수 있습니다. 아래 표에는 설계 및 기계 수준 시정 조치와 함께 생산 감사에서 가장 자주 나타나는 결함이 나열되어 있습니다.

비용 및 주기 시간 현실 확인

견적 단계에서 많은 구매자는 캐비티당 투샷 툴링 비용을 싱글샷 도구와 비교합니다. 솔직한 대답은 2샷 툴링에 2개의 완전한 캐비티 세트, 2개의 게이트 시스템 및 훨씬 더 정밀한 차단 장치가 포함되어 있기 때문에 비용이 더 많이 든다는 것입니다. 연간 볼륨이 약 50,000개를 초과하고 대체 프로세스에 수동 또는 자동 조립 단계가 포함되는 경우 총 소유 비용은 일반적으로 2샷 성형을 선호합니다. 노동력 감소, 접착제 없음, 포지셔닝 불량 없음, 2차 열 이력 없음 등의 2차 절감 효과는 종종 생산 첫 해 내에 툴링 프리미엄을 충당합니다.

HXS200T 2색 서보 에너지 절약형 사출성형기 더 높은 톤수, 더 큰 샷 볼륨 및 더 큰 플래튼을 갖춘 이 모델은 더 무거운 소프트 터치 부품과 2캐비티 레이아웃을 지원하는 동시에 서보 드라이브 및 듀얼 배럴을 통해 효율적인 다중 재료 성형을 가능하게 합니다. 제품보기 →

20g을 초과하거나 소프트 터치 표면이 넓은 부품의 경우 HXS200은 더 큰 단일 캐비티 및 2개 캐비티 레이아웃을 처리할 수 있는 샷 볼륨 헤드룸과 플래튼 크기를 제공합니다. 또한 두 번째 샷 투영 영역이 클램프 한계에 접근할 때 필요한 더 높은 톤수를 지원합니다.

자주 묻는 질문