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1.2mm 두께의 얇은 식품 용기용 16개 캐비티 도구를 생각해 보세요. 두 금형 공장에서는 동일한 강철 등급, 동일한 핫 러너 제조업체, 동일한 10주 리드 타임을 제시합니다. 하나의 도구는 0.5% 미만의 스크랩으로 9초 주기로 고정됩니다. 다른 하나는 12초가 필요하고 교대 근무 시간 동안 플래시를 쫓는 데 소비합니다. 성형기는 동일합니다. 차이점은 금형 설계 방식입니다.
간략히 말하면, 사출 금형을 설계할 때 향후 5년 동안 부품 비용의 대부분을 결정하며, 가장 값비싼 실수는 처음 2주 동안 발생합니다. 벽 두께, 드래프트, 강철 선택, 게이트 위치, 러너 크기, 냉각 레이아웃 및 배출이 모두 연결됩니다. 캐비티 블록이 경화된 후 벽 두께를 변경하고 새 인서트를 구입합니다. CAD 검토 중에 변경하면 오후 엔지니어링 시간이 소요됩니다.
프로세스 가이드에서는 일반적으로 전체 사이클의 대략 절반에서 2/3까지 냉각을 수행하고 보압, 사출 및 성형 동작이 나머지를 차지합니다. 이 하나의 사실은 공구가 제시된 주기를 따르기를 거부할 때 일반적으로 사출 속도가 아닌 냉각 레이아웃이 가장 먼저 확인되는 이유를 설명합니다.
성형 사이클의 대략적인 비율입니다. 실제 범위는 벽 두께, 수지 및 기계 설정에 따라 달라집니다.
금형이 아닌 부품부터 시작하세요
캐비티 블록은 흐름 대신 외관을 위해 그려진 부품을 구제할 수 없습니다. 금형 형상을 모델링하기 전에는 네 가지 부품 수준 규칙이 대부분의 비중을 차지합니다.
- 균일한 벽 두께. 두꺼운 부분은 얇은 부분보다 늦게 동결되어 싱크 마크, 보이드 및 뒤틀림이 발생합니다. 강성이 필요한 경우 벽 자체를 두껍게 만드는 대신 공칭 벽의 약 50~60%에 리브를 추가합니다.
- 초안. 수직면은 취출 중에 강철에 끌리고 부품에 흠집이 생깁니다. 일반적인 안내는 매끄러운 표면에서 0.5~1도이며, 질감이 있는 면과 깊은 코어에 대한 추가 구배가 있습니다.
- 반경. 날카로운 내부 모서리는 응력을 집중시키고 용융을 조절합니다. 벽 두께의 최소 절반인 내부 반경이 표준 시작점입니다.
- 언더컷. 모든 언더컷에는 측면 동작, 리프터 또는 접이식 코어와 유지 관리가 추가됩니다. 일부는 불가피하지만 각각은 두 번째 질문을 받을 자격이 있습니다.
또한 벽 두께는 성형 산업 전반에 걸쳐 사용되는 표준 열 전달 기준에 설명된 제곱 관계를 따르기 때문에 다른 단일 변수보다 사이클 시간을 더 많이 좌우합니다.
냉각 시간은 벽 두께의 제곱에 비례하므로 벽을 두 배로 늘리면 벽을 동결하는 데 필요한 시간이 대략 4배로 늘어납니다.
| 특징 | 일반적인 시작 범위 | 왜 중요한가요? |
|---|---|---|
| 공칭벽(ABS, PP) | ABS의 경우 1.5~3.0mm; PP의 경우 0.8~3.0mm | 두꺼운 벽은 가라앉고 휘어지며 주기를 늦춥니다. |
| 매끄러운 벽에 초안 | 0.5~1도 | 배출 항력과 표면 긁힘을 줄입니다. |
| 질감이 있는 벽의 초안 | 텍스처 깊이 0.025mm당 약 1도 추가 | 질감이 강철에 물려 부품을 잡습니다. |
| 리브 두께 | 공칭 벽의 50~60% | 리브 위의 싱크 마크 방지 |
| 내부 코너 반경 | 최소 0.5 x 벽 두께 | 응력 집중을 낮추고 흐름을 향상시킵니다. |
| 벤트 깊이 | 용융 점도에 따라 0.01~0.03mm | 플래시를 생성하지 않고 갇힌 공기를 방출합니다. |
강철 선택과 플레이트 스택
강철은 개인 취향보다는 부피, 수지 및 표면 요구 사항을 따릅니다. 약 30HRC의 사전 경화된 P20형 강철은 중소형 공구와 단순한 형상에 적합합니다. 약 33~36 HRC의 718 유형 재종은 더 큰 코어에 인성을 추가합니다. 마모 또는 긴 생산 기간이 중요한 경우 HRC 48 ~ 52의 경화 H13 유형 강철은 일반적으로 사전 경화 베이스에 장착된 인서트로 사용됩니다. 약 50~54 HRC의 스테인레스 S136 유형 강철은 부식성 PVC 화합물과 광학 및 의료 표면을 처리합니다.
금형은 또한 플레이트의 스택이며 스택은 단일 캐비티가 절단되기 전에 톤수, 일광 및 배출 행정을 고정합니다.
단순화된 플레이트 스택: 클램프 플레이트는 하중을 전달하고 캐비티와 코어 블록은 부품의 모양을 형성하며 이젝터 하우징은 이젝션 시스템을 유지합니다.
게이트, 러너 및 벤팅
게이트 위치는 웰드라인이 형성되는 위치, 캐비티가 얼마나 균일하게 채워지는지, 완성된 부품에 외관 표시가 허용되는지 여부를 결정합니다. 대부분의 경우에 적용되는 네 가지 규칙은 다음과 같습니다.
- 가장 두꺼운 부분에 게이트를 넣어 포장 압력이 마지막으로 얼어붙는 부분에 도달할 수 있도록 합니다.
- 모든 캐비티가 동시에 채워지도록 캐비티 전반에 걸쳐 흐름 길이의 균형을 맞춥니다.
- 게이트 두께를 부품 벽의 약 50~60%로 설정합니다. 게이트가 얇을수록 용융물이 더 많이 절단되지만 더 일찍 동결됩니다.
- 작은 자국이 허용되는 곳에 게이트를 놓거나 통제된 흔적을 남기는 뜨거운 팁을 사용하십시오.
환기는 작업의 나머지 절반입니다. 캐비티에 갇힌 공기가 연소되어 미성형이 발생하고 사출 압력이 상승합니다. 벤트는 일반적으로 용융 점도에 따라 0.01~0.03mm 깊이로 절단되며, 용접 라인 위치를 따라 충전할 마지막 지점에 배치됩니다.
핫 러너 시스템과 콜드 러너 시스템의 정성적 비교. 핫 러너는 낭비를 줄이고 주기 속도를 높이지만 비용이 더 많이 들고 색상 변경이 느립니다.
얇은 벽 포장은 러너 설계와 기계 선택을 함께 결정해야 하는 가장 명확한 경우입니다. 는 벽이 얇은 제품 페이지에는 짧은 유동 길이와 핫 팁이 고속 주입 장치와 어떻게 결합되는지 보여줍니다.
냉각 레이아웃 및 배출 설계
냉각 채널은 일정한 거리(일반적으로 표면에서 채널 직경의 1.5~2.5배)로 부품 윤곽을 따라야 하며 채널 간 간격은 동일해야 합니다. 깊은 코어에는 배플, 버블러 또는 열 핀이 필요합니다. 왜냐하면 직선으로 뚫은 선은 키가 큰 코어까지 충분히 닿을 수 없기 때문입니다. 지배적인 규칙은 균형입니다. 캐비티 측면과 코어 측면은 비슷한 속도로 열을 제거해야 합니다. 그렇지 않으면 부품이 더 뜨거운 쪽으로 말립니다.
배출은 잘 설계된 도구의 매너를 보여주는 곳입니다. 핀은 돌출부, 갈비뼈, 측벽과 같은 딱딱한 부위를 밀어야 하며, 평평한 표면에는 밀어서는 안 됩니다. 더 큰 핀이 하중을 분산시키고 더 얕은 표시를 남기므로 가장 큰 실제 핀 직경을 사용하십시오. 딥 드로우 부품에는 스트리퍼 플레이트, 공기 배출 또는 이 둘의 조합이 필요한 경우가 많습니다.
강철을 절단하기 전에 금형을 기계에 맞추세요
금형 설계는 도구가 실행될 프레스에 대해 점검될 때까지 완료되지 않습니다. 타이바 간격과 압반 크기, 최대 및 최소 금형 높이, 이젝터 스트로크 및 녹아웃 패턴, 노즐 반경 및 스프루 부싱, 샷 크기를 확인합니다. 이는 배럴 용량의 약 20~80% 내에 있어야 합니다. 높이가 몇 밀리미터 더 크거나 이젝터 패턴이 녹아웃 구멍을 놓친 도구는 부품을 만드는 대신 바닥에 놓여 있습니다.
HXM258-I: HXM 서보 사출성형기 광범위한 사출 성형 장비 영역에서 258T 에너지 절약형 서보 사출 성형기는 소규모 생산을 위한 이상적인 선택으로 돋보입니다... 제품보기 → 머신 데이터는 시운전 주가 아닌 설계 검토에 속합니다. 예를 들어, 250톤급 범용 서보 기계는 몰드 베이스가 준수해야 하는 알려진 타이 바 간격, 압반 패턴 및 샷 용량을 설정합니다.
대형 금형에는 다른 습관이 필요합니다
부품이 약 1kg을 통과하면 플레이트 편향과 핫 러너 균형이 주요 위험이 됩니다. 지지 기둥은 지지되지 않는 코어 플레이트가 구부러지고 부품 전체에 걸쳐 두께 변화가 발생하기 때문에 코어 바로 아래에 있어야 합니다. 매니폴드 밸런싱은 드롭 간의 충전 차이를 몇 퍼센트 이내로 유지해야 하며, 2-플레이튼 기계는 기계 설치 공간을 줄이고 건조 사이클 시간을 단축시키기 때문에 종종 의미가 있습니다.
HXZ1200: 2판 사출 성형 기계 시리즈 4개의 타이바가 동일한 힘을 균일하게 지탱하므로 금형판의 평행성이 좋습니다. 두 개의 빠른 오일 실린더로 구동되는 금형 움직임은 빠르고 정확하며 ... 제품보기 → 구조적 및 자동차 부품 유리 충전 수지가 기계적 부하 외에 마모를 추가하는 이 종류의 도구에 대한 일반적인 가정입니다.
금형 설계로 거슬러 올라가는 결함
기계 탓으로 여겨지는 대부분의 생산 문제는 훨씬 더 일찍 결정됩니다. 아래 표는 일반적인 의심 사항을 설계 원인에 매핑합니다.
| 결함 | 일반적인 설계 원인 | 디자인 수정 |
|---|---|---|
| 플래시 | 통풍이 부족하거나 플레이트 지지력이 약함 | 통풍구를 추가하거나 심화시키세요. 지지판을 두껍게하다 |
| 미성형 | 소형 게이트 또는 불균형 러너 | 게이트를 확대하십시오. 러너 직경 재조정 |
| 싱크마크 | 공칭 벽보다 두꺼운 리브 또는 보스 | 리브를 벽 두께의 50~60%로 유지 |
| 뒤틀림 | 코어와 캐비티 사이의 냉각이 고르지 않음 | 밸런스 회로; 깊은 코어에 배플 추가 |
| 웰드 라인 | 게이트 위치는 유동 선단을 분할합니다. | 게이트를 이동하세요. 웰드라인 위치 환기 |
| 이젝터 마크 | 핀이 너무 작거나 너무 적음 | 핀 직경을 늘리십시오. 딱딱한 부분에 핀 추가 |
사출 금형 설계에 관해 자주 묻는 질문
Q1. 사출 금형을 설계할 때 가장 중요한 것은 무엇입니까?
냉각 시간과 결함 위험을 설정하기 때문에 부품 형상과 벽 두께가 가장 중요합니다. 게이트 위치, 냉각 균형 및 강철 선택은 부품에서 따릅니다.
Q2. 사출 금형에는 몇 개의 캐비티가 있어야 합니까?
머신 샷 용량 및 툴링 위험과 출력의 균형을 맞춥니다. 샷 크기는 배럴 용량의 약 20~80% 이내여야 하며, 확장하기 전에 새 부품이 한두 개의 캐비티에 출시되는 경우가 많습니다.
Q3. 사출 성형 부품에는 어떤 구배 각도가 필요합니까?
매끄러운 벽의 경우 0.5~1도를 계획하고 텍스처 깊이가 0.025mm마다 대략 1도를 추가합니다. 깊은 코어와 유연한 레진에는 일반적으로 더 많은 것이 필요합니다.
Q4. 금형 설계는 사출 성형 사이클 시간에 어떤 영향을 미치나요?
냉각 is typically half to two-thirds of the cycle, so wall thickness and cooling layout dominate. Gate and runner sizing mainly influence packing time and scrap rate.
Q5. 대량 생산에 가장 적합한 금형강은 무엇입니까?
HRC 48~52의 경화 H13 유형 인서트는 장거리 및 연마성 수지에 적합한 반면, HRC 50~54 정도의 스테인레스 S136 유형 강철은 부식성 또는 광학 작업에 적합합니다. 사전 경화된 P20은 더 적은 양에 적합합니다.
Q6. 하나의 금형 설계를 다양한 사출 성형기 브랜드에서 실행할 수 있습니까?
네, 위치 지정 링, 스프루 반경, 이젝터 패턴, 금형 높이 및 타이바 간격이 표준화된 경우 가능합니다. 이 5가지 인터페이스는 도구가 프레스 간에 이동 가능한지 여부를 결정합니다.
금형 설계 테스트는 CAD에서 얼마나 깔끔하게 보이는지가 아니라 1시간과 10,000시간에도 동일하게 실행되는지 여부입니다. 모든 것이 여전히 도면인 동안 부품 형상, 강철, 흐름 경로, 냉각 균형 및 프레스 인터페이스를 검토하면 도구는 변명하는 대신 부품을 만드는 데 평생을 보낼 것입니다.
haixiong@highsun-machinery.com
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