이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. 러너리스 금형 사출 금형에서 스프루와 러너는 용융된 수지를 캐비티 내부로 안내하는 유동기구이다. 그러나 이 스프루와 러너는 성형품을 얻기 위한 보조 수단일 뿐으로 매 사이클마다 성형품과 동시에 성형된다. 이것을 제품 취출 시에 제품과 분리하고 제품면을 마무리해야 하기 때문에 스크랩이 발생하게 된다. 러너리스 금형은 이러한 스프루 러너가 나오지 않도록 하는 금형을 말하는 것이다. 일반적으로 사출 금형에서 유동기구는 다음과 같이 구분한다. 게이트 : 게이트는 러너와 캐비티를 연결하는 중간 매체로서 성형할 제품의 캐비티에 용융수지를 충진하도록 안내하는 기능과 충진 완료 후 캐비티 내의 수지가 역류하는 것을 방지하는 역할을 하며 콜드러너와 핫러너에 반듯이 존재해야 하는 유동기구이다. 콜드러너 : 금형에서
[사출금형 성형 기술 실무(9)] 러너리스 금형 [사출금형 성형 기술 실무(9)] 핫러너 시스템의 가열 방식 핫러너 시스템의 가열 방식 핫러너 시스템을 가열하는 방식은 크게 내부 가열 방식과 외부 가열 방식이 있다. 매니폴드 블록뿐 아니라 노즐에도 모두 내부 가열 방식과 외부 가열 방식을 적용할 수 있다. 현재 시판되고 있는 핫러너 시스템은 매니폴드 블록의 경우 거의 대부분이 외부 가열 방식을 채택하고 있고, 노즐의 경우에도 내부 가열 방식보다는 외부 가열 방식을 채택하여 사용하는 경우가 많다. 그림 6에서 (a)와 (b)는 내부 가열 방식이고, (c)는 외부 가열 방식을 도식적으로 나타내고 있다. 그림 6. 내부 가열 방식 (a), (b)와 외부 가열 방식 (c)의 개략도 1. 내부 가열 방식 내부 가열 방식은 유로의 중앙에 히터를 집어 넣어 유로 중앙의 히터의 열에 의해 바깥쪽에 형성된 유로 내의 수지를 용융시키는 방식이다. 내부 가열 방식의 경우 유로의 외벽에 수지 고화층이 생기게 되고, 이 수지 고화층이 단열의 역할도 하게 된다. 유로는 히터 표면에서부터 용융된 일정한 두께만큼만 형성되게 되고, 용융된 수지의 온도 분포도 히터쪽
[사출금형 성형 기술 실무(9)] 러너리스 금형 [사출금형 성형 기술 실무(9)] 핫러너 시스템의 가열 방식 이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. 러너리스 금형 사출 금형에서 스프루와 러너는 용융된 수지를 캐비티 내부로 안내하는 유동기구이다. 그러나 이 스프루와 러너는 성형품을 얻기 위한 보조 수단일 뿐으로 매 사이클마다 성형품과 동시에 성형된다. 이것을 제품 취출 시에 제품과 분리하고 제품면을 마무리해야 하기 때문에 스크랩이 발생하게 된다. 러너리스 금형은 이러한 스프루 러너가 나오지 않도록 하는 금형을 말하는 것이다. 일반적으로 사출 금형에서 유동기구는 다음과 같이 구분한다. 게이트 : 게이트는 러너와 캐비티를 연결하는 중간 매체로서 성형할 제품의 캐비티에 용융수지를 충진하도록 안내하는 기능과 충진 완료 후 캐비티 내의 수지가 역류
[사출금형 성형 기술 실무 1] 러너 밸런싱 [사출금형 성형 기술 실무 2] 러너 밸런싱 사례 이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. Runner Balancing 러너 밸런스는 러너의 직경을 변화시켜 성형품에 작용하는 사출압력이 동일하게 충진할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서 게이트의 크기는 동일한 전제 조건으로 러너의 밸런스를 맞추는 것이며, 캐비티 내에서 사출압력을 균일하게 함으로써 성형품의 트러블을 최소화하고 품질을 안정화하는데 있다. 지난 달에는 러너의 배치를 ‘H’형으로 배치하여 수지 유동의 균일성을 확인했고, 아울러 러너 크기를 구하여 전사모사를 통해 검증한 바 있다. 이번에는 같은 형상을 가지고 ‘일자’형으로 배치하여 러너 밸런스의 치수 결정하기와 전사모사를 통해 러너의 밸런스를 자동으로 결정할 수
[사출금형 성형 기술 실무 1] 러너 밸런싱 [사출금형 성형 기술 실무 2] 러너 밸런싱 사례 Runner Balancing 사례 우선 성형품 용량은 CAD 데이터에서 추출한 값으로 개당 11g이다. 러너 레이아웃은 그림 4 와 같으며, 편의 상 변수는 6개로 러너의 길이와 러너 직경으로 a, b, c 구분했다. 계산 순서에 따라 성형품 중량(g), 초기 러너 길이와 직경, 단계별 용융수지 용량, 사출 시간, 초당 사출량, 전단 변형률 속도, 점도와 압력저항 즉 압력손실을 구한다. 그림 5는 전단률(19,174.84/s)에서의 PA66 점도값을 구한 것이며, 그림 6은 실제 계산값이다. 그림 4. 러너 레이아웃 및 변수 그림 5. 전단률(11624.56/s)에서의 PA66 점도 그림 6. 2차 러너 밸런스 계산 결과 다음은 위의 계산식에 따라 적용한 사례와 해석 프로그램을 통해 자동으로 러너 밸런스한 결과를 제시하며 비교하고자 한다. 먼저 그림 6은 2차 러너 밸런스를 위하여 계산한 결과이다. 사출 시간은 1.1초이다. 초기 1차 러너 직경 (‘φa’)은 ‘H’형 러너에 비하여 약 10% 크게 하여 적용했고,
이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. Runner Balancing 러너 밸런스는 러너의 직경을 변화시켜 성형품에 작용하는 사출압력이 동일하게 충진할 수 있도록 돕는 역할을 한다. 여기서 게이트의 크기는 동일한 전제 조건으로 러너의 밸런스를 맞추는 것이며, 캐비티 내에서 사출압력을 균일하게 함으로써 성형품의 트러블을 최소화하고 품질을 안정화하는데 있다. 지난 달에는 러너의 배치를 ‘H’형으로 배치하여 수지 유동의 균일성을 확인했고, 아울러 러너 크기를 구하여 전사모사를 통해 검증한 바 있다. 이번에는 같은 형상을 가지고 ‘일자’형으로 배치하여 러너 밸런스의 치수 결정하기와 전사모사를 통해 러너의 밸런스를 자동으로 결정할 수 있는 기법을 다루고자 한다. 그림 1은 ‘H’형 러너 레이아웃과 &lsq
[사출금형 성형 기술 실무 1] 다수 캐비티 러너 밸런스 [사출금형 성형 기술 실무 2] 러너와 스프루 러너와 스프루 러너를 마무리하기 전에 러너와 밀접한 관계를 가지고 있는 스프루에 대하여 기본 지식을 공유하고자 한다. 우선 러너 치수를 결정하기에 앞서 검토해야 할 사항은 스프루의 크기와 사출기 실린더 노즐의 상관관계를 확인할 필요가 있다. 대부분의 사출기 노즐은 선단부는 그림 5와 같이 노즐의 선단부 치수를 기준에 비례하여 따를 수밖에 없다. 사출기 용량에 따라 다르기 때문이다. 일반적으로 중소형 사출기에서는 보통 노즐 선단부의 직경은 φ3.0mm을 적용하고 있다. 그렇다면 스프루 끝단(φdA), 즉 노즐 선단부(φdD)와 연결되는 부분 φdA는 +1.0mm를 크게 해주어야 한다. 일반적으로 콜드러너에서의 스프루 길이(L)는 스프루 끝단과 러너 위치까지 보통 50mm~200mm 범위에서 설계하고 있으며 고정측 형판의 두께에 따라 달라질 수 있다. 러너의 직경은 φ5mm~φ13mm를 주로 사용하고 있다. 왜냐하면 스프루의 구배가 편측 1.0°~2.0°로 표준화되어 있어 러너와 연결되는 스프루 끝단 치
[사출금형 성형 기술 실무 1] 다수 캐비티 러너 밸런스 [사출금형 성형 기술 실무 2] 러너와 스프루 이번 연재는 컴퓨터 해석을 기반으로 하는 사출금형 설계의 핵심 기술인 유동시스템 설계를 중심으로 사례를 들어 설명하고, 요소 기술의 특성들을 분석하여 설계자들에게 관련 기술 정보를 제공하고자 한다. 사출성형 기술은 유체 성질에 관한 이론적 배경을 근거로 사출성형의 다양한 파라미터의 특성을 분석하여 성형기술자에게 유익한 정보를 제공할 것이다. 다수 캐비티 러너 밸런스 지난 회에서는 사례로 독립된 캐비티가 다수일 때 ‘일자’형과 ‘H’형의 러너 밸런스를 고찰했다. 이번에는 멀티 캐비티로서 다수 게이트가 요구되는 제품 성형의 경우를 고찰하고자 한다. 여기서는 Knob Push Preset을 일체형으로 성형하는 것으로, 성형품의 형상이 조금씩 상이한 편이다. 일체형으로 되어 있어 동작 기능에는 인근 Knob Push Preset에 영향이 미치지 않도록 레이아웃 설계를 했고, 대량 생산에 필요한 금형과 성형 기술이 관건이 된 제품이다. 러너의 형태를 ‘일자’형과 ‘H’형 중심으로
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