플라스틱 금형을 설계할 때 주의해야 할 몇 가지 사항

디자인할 때플라스틱 금형, 금형 구조가 결정된 후 금형의 각 부분, 즉 각 템플릿 및 부품의 크기, 캐비티 및 코어의 크기 등을 상세하게 설계할 수 있습니다. 재료 수축이 수반됩니다. 따라서 캐비티 각 부분의 크기는 성형 플라스틱의 수축률을 마스터해야만 결정할 수 있습니다. 선택한 금형 구조가 정확하더라도 사용된 매개변수가 올바르지 않으면 자격을 갖춘 플라스틱 부품을 생산할 수 없습니다.

소성 수축 및 영향 요인

열가소성 수지의 특성은 열을 가하면 팽창하고, 냉각하면 수축하며, 압력을 가하면 당연히 부피가 수축한다는 것입니다. 사출 성형 공정에서 용융 플라스틱은 먼저 금형 캐비티에 주입됩니다. 충전 후 용융된 재료는 냉각되고 응고됩니다. 플라스틱 부품을 금형에서 꺼내면 수축이 발생합니다. 이 수축을 성형 수축이라고 합니다. 플라스틱 부품이 금형에서 꺼내어 안정화되는 시간 동안 여전히 작은 크기 변화가 있습니다. 한 가지 변경 사항은 수축 후 수축이라고 하는 계속 수축하는 것입니다.

또 다른 변화는 수분 흡수로 인해 일부 흡습성 플라스틱이 팽창한다는 것입니다. 예를 들어, 나일론 610의 수분 함량이 3%일 때 치수 증가는 2%입니다. 유리 섬유 강화 나일론 66의 수분 함량이 40%일 때 치수 증가는 0.3%입니다. 그러나 주요 역할은 성형 수축입니다.

현재 다양한 플라스틱의 수축률을 결정하는 방법(성형 수축 + 후수축)은 일반적으로 독일 국가 표준의 DIN16901 조항을 권장합니다. 즉, 23도 ±0.1도의 금형 캐비티 크기와 온도 23도, 상대습도 50±5% 조건에서 측정한 해당 플라스틱 부품의 크기 차이는 성형 후 24시간이 계산됩니다.

수축률 S는 다음 공식으로 표시됩니다. S={(DM)/D}×100퍼센트(1)

그 중 : S - 수축; D - 금형 크기; M - 플라스틱 부품 크기.

알려진 플라스틱 부품 크기 및 재료 수축률에 따라 금형 캐비티를 계산하면 D=M/(1-S)입니다. 금형 설계에서 계산을 단순화하기 위해 일반적으로 금형 크기를 계산하는 데 다음 공식이 사용됩니다.

D=M + MS(2)

더 정확한 계산이 필요한 경우 다음 공식이 적용됩니다. D=M + MS + MS2(3)

그러나 수축률을 결정할 때 실제 수축률은 많은 요인의 영향을 받기 때문에 대략적인 값만 사용할 수 있으므로 공식 (2)에 의한 공동 크기 계산은 기본적으로 요구 사항을 충족합니다. 금형을 제작할 때 캐비티는 하한편차에 따라 가공하고 코어는 상편차에 따라 가공하여 필요할 때 적절하게 다듬을 수 있도록 한다.

수축률을 정확하게 판단하기 어려운 주된 이유는 각종 플라스틱의 수축률이 고정된 값이 아니라 범위이기 때문입니다. 다른 공장에서 생산되는 동일한 재료의 수축률이 동일하지 않기 때문에 공장에서 생산되는 동일한 재료의 다른 배치의 수축률도 다릅니다. 따라서 각 공장에서는 해당 공장에서 생산되는 플라스틱의 수축률 범위만 사용자에게 제공할 수 있습니다. 둘째, 성형 공정 중 실제 수축률은 플라스틱 부품의 모양, 금형 구조 및 성형 조건과 같은 요인의 영향을 받습니다. 이러한 요인의 영향은 아래에 설명되어 있습니다.

플라스틱 모양

성형 부품의 벽 두께의 경우 일반적으로 두꺼운 벽의 냉각 시간이 길기 때문에 그림 1과 같이 수축률도 더 큽니다. 일반 플라스틱 부품의 경우 용융 흐름 및 용융 흐름 방향에 수직인 치수 W가 크면 수축률 차이도 큽니다. 용융 유동 거리의 관점에서 볼 때 게이트에서 먼 부분의 압력 손실이 크므로 여기의 수축률도 게이트 근처의 수축률보다 큽니다. 리브, 구멍, 보스 및 조각의 모양은 수축 저항이 있기 때문에 이러한 부품의 수축률은 작습니다.

금형 구조

게이트 형태도 수축에 영향을 미칩니다. 작은 게이트를 사용하면 보압이 끝나기 전에 게이트가 응고되기 때문에 플라스틱 부품의 수축률이 증가합니다. 사출 금형의 냉각 회로 구조도 금형 설계의 핵심입니다. 냉각 회로가 제대로 설계되지 않으면 플라스틱 부품의 불균일한 온도로 인해 수축 차이가 발생하여 플라스틱 부품이 허용 오차를 벗어나거나 변형됩니다. 벽이 얇은 부품에서는 수축률에 대한 금형 온도 분포의 영향이 더 분명합니다.

성형조건

배럴 온도: 배럴 온도(플라스틱 온도)가 높으면 압력 전달이 더 잘되고 수축력이 감소합니다. 그러나 작은 게이트를 사용하는 경우 게이트의 조기 경화로 인해 여전히 수축률이 큽니다. 벽이 두꺼운 플라스틱 부품의 경우 배럴 온도가 높더라도 수축률은 여전히 ​​큽니다.

공급: 성형 조건에서 플라스틱 부품의 치수를 안정적으로 유지하기 위해 공급이 최소화됩니다. 그러나 공급이 충분하지 않으면 압력을 유지할 수 없으며 수축률도 증가합니다.

사출 압력: 사출 압력은 수축률, 특히 충전 후 유지 압력에 큰 영향을 미치는 요소입니다. 일반적으로 압력이 높으면 재료의 밀도가 높아 수축률이 작습니다.

사출 속도: 사출 속도는 수축에 미치는 영향이 적습니다. 그러나 벽이 얇은 플라스틱 부품이나 게이트가 매우 작은 경우 및 강화 재료를 사용하는 경우 사출 속도를 높이면 수축률이 작습니다.

금형 온도: 일반적으로 금형 온도가 높을수록 수축률이 커집니다. 그러나 벽이 얇은 플라스틱 부품의 경우 금형 온도가 높으면 용융물의 흐름 저항이 작고 수축률이 작습니다.

성형 주기: 성형 주기는 수축률과 직접적인 관련이 없습니다. 그러나 성형 사이클이 가속화되면 금형 온도, 용융 온도 등도 변경되어야 하며 이는 수축량 변화에도 영향을 미칩니다. 재료시험에서는 요구되는 출력에 따라 정해진 성형주기에 따라 성형하여야 하며, 플라스틱 부품의 치수를 검사하여야 한다.

이 금형을 이용한 소성 수축 시험의 예는 다음과 같다. 사출기 : 형체력 70t 스크류 직경 Φ35mm 스크류 속도 80rpm 성형조건 : 최대사출압력 178MPa 배럴온도 230(225-230-220-210)도 240({ {7}}) 도 250(245-250 -240-230) 도 260(225-260-250-240) 도 사출 속도 1425px3/s 사출 시간 0.44-0.52s 압력 유지 시간 6.0s 냉각 시간 15.0s

다이 치수 및 제조 공차

D=M(1 + S) 공식으로 계산된 기본 치수 외에도 금형 캐비티 및 코어의 가공 치수에도 가공 공차 문제가 있습니다. 일반적으로 금형의 가공 공차는 플라스틱 부품 공차의 1/3입니다. 그러나 소성 수축의 범위와 안정성의 차이로 인해 서로 다른 플라스틱으로 형성된 플라스틱 부품의 치수 공차를 먼저 합리화해야 합니다. 즉, 플라스틱 성형 부품의 치수 공차는 수축률 범위가 크거나 수축률 안정성이 낮기 때문에 더 커야 합니다. 그렇지 않으면 공차를 벗어난 스크랩이 많이 있을 수 있습니다.

이를 위해 국가에서는 플라스틱 부품의 치수 공차에 대한 국가 표준 또는 산업 표준을 특별히 공식화했습니다. 중국은 또한 장관급 전문 표준을 제정했습니다. 그러나 그들 중 대부분은 금형 캐비티의 해당 치수 공차가 없습니다. 독일 국가 표준에서 플라스틱 부품의 치수 공차에 대한 DIN16901 표준과 해당 금형 캐비티 치수 공차에 대한 DIN16749 표준이 특별히 공식화되었습니다. 이 규격은 전 세계적으로 큰 영향을 미치고 있어 플라스틱 금형 산업의 참고 자료로 활용될 수 있습니다.

플라스틱 부품의 치수 공차 및 허용 편차 정보

수축 특성이 다른 재료로 성형된 플라스틱 부품의 치수 공차를 합리적으로 결정하기 위해 표준에서 성형 수축 차이 △VS라는 개념을 도입합니다. △VS=VSR_VST(4)

공식: VS-성형 수축 차이 VSR-용융 흐름 방향의 성형 수축 VST-성형 수축은 용융 흐름에 수직인 방향입니다.

다양한 플라스틱의 수축 특성은 플라스틱의 ΔVS 값에 따라 4개의 그룹으로 나뉩니다. △VS 값이 가장 작은 그룹이 고정밀도 그룹이고, △VS 값이 가장 큰 그룹이 저정밀 그룹입니다. 정밀 기술, 110, 120, 130, 140, 150 및 160 공차 그룹은 기본 치수에 따라 준비됩니다. 수축 특성이 가장 안정적인 플라스틱 부품의 치수 공차는 그룹 110, 120 및 130에서 선택할 수 있도록 규정되어 있습니다. 수축 특성이 적당히 안정적인 플라스틱 성형 부품의 치수 공차에는 120, 130 및 140을 사용하십시오.

이 유형의 플라스틱 성형 플라스틱 부품의 치수 공차를 110 그룹으로 선택하면 공차를 벗어난 플라스틱 부품이 많이 생산될 수 있습니다.

수축 특성이 좋지 않은 플라스틱 부품의 치수 공차는 그룹 130, 140 및 150에서 선택됩니다. 수축 특성이 가장 나쁜 플라스틱 부품의 치수 공차는 그룹 140, 150 및 160에서 선택됩니다. 또한 다음 사항에 유의해야 합니다. 이 공차 테이블을 사용할 때. 공차를 지정하지 않는 치수 공차는 표의 일반 공차를 사용합니다. 편차에 직접 레이블을 지정하는 공차는 플라스틱 부품의 치수에 레이블을 지정하는 데 사용되는 공차 영역입니다.

상한 및 하한 편차는 설계자가 결정할 수 있습니다. 예를 들어 공차 영역이 {{0}}.8mm인 경우 다음과 같은 다양한 상한 및 하한 편차를 선택할 수 있습니다. 0.0;-0.8;±0.4;-0.2;-0.5 등 두 가지가 있습니다. 각 공차 그룹의 공차 값 A 및 B 세트. 그 중 A는 금형 부품의 조합으로 형성되는 크기로 금형 부품의 비점착으로 인한 오차가 증가합니다. 이 증가는 0.2mm입니다. 여기서 B는 금형 부품에 의해 직접 결정되는 치수입니다. 정밀 기술은 고정밀 요구 사항이 있는 플라스틱 부품을 위해 특별히 설정된 일련의 공차 값입니다. 소성 부품 공차를 사용하기 전에 먼저 사용된 플라스틱에 적용할 수 있는 공차 그룹을 알아야 합니다.

금형의 제조 공차

독일 국가 표준은 플라스틱 부품의 공차에 대한 해당 금형 제조 공차의 표준 DIN16749를 공식화했습니다. 이 표에는 4개의 공차가 있습니다. 플라스틱 부품의 재질에 관계없이 치수 공차를 나타내지 않는 금형 제작 공차는 일련 번호 1의 공차를 사용합니다. 특정 공차 값은 기본 크기 범위에 의해 결정됩니다. 어떤 종류의 재료에 관계없이 플라스틱 부품의 중간 정밀도 크기의 금형 제조 공차는 일련 번호 2의 공차입니다. 어떤 종류의 재료에 관계없이 플라스틱 부품의 고정밀 치수의 금형 제조 공차는 일련 번호 3의 공차. 정밀 기술의 해당 금형 제조 공차는 일련 번호 4의 공차입니다.

다양한 재료의 플라스틱 부품에 대한 합리적인 공차 및 해당 금형 제조 공차를 합리적으로 결정할 수 있으므로 금형 제조에 편리함을 제공할 뿐만 아니라 낭비를 줄이고 경제적 효율성을 향상시킵니다.