사출 성형 열경화성 플라스틱 가공
열경화성 플라스틱 사출 성형은 스크류나 플런저를 사용하여 가열된 배럴(120~260°F)을 통해 폴리머를 밀어 점도를 낮춘 다음 가열된 금형(300~450°F)에 주입합니다. 재료가 금형에 채워지면 압력이 가해집니다. 이때 화학적 가교가 일어나 고분자가 굳어지게 된다. 단단한(즉, 경화된) 제품은 뜨거울 때 금형에서 배출될 수 있으며 다시 성형하거나 다시 녹일 수 없습니다.
사출 성형 장비에는 금형을 닫는 유압 구동식 클램핑 장치와 재료를 운반할 수 있는 사출 장치가 있습니다. 대부분의 열경화성 플라스틱은 과립 또는 플레이크 형태로 사용되며 중력 호퍼를 통해 스크류 주입 장치에 공급될 수 있습니다. 폴리에스터 벌크 몰딩 컴파운드(BMC)를 가공할 때,"빵 반죽"공급 피스톤은 재료를 나사산 홈 안으로 밀어 넣는 데 사용됩니다.
이 공정으로 가공된 폴리머는 (양순); 페놀릭, 폴리에스터 BMC, 멜라민, 에폭시, 요소-포름알데히드 플라스틱, 비닐 에스테르 중합체 및 디알릴 프탈레이트(튐).
대부분의 열경화성 수지에는 비용을 절감하거나 낮은 수축률, 강도 또는 특수 특성을 개선하기 위해 다량의 충전재(최대 중량의 70%)가 포함되어 있습니다. 일반적인 필러에는 유리 섬유, 광물 섬유, 점토, 목재 섬유 및 카본 블랙이 포함됩니다. 이러한 필러는 마모성이 매우 높으며 처리 장비에서 극복해야 하는 높은 점도를 생성합니다.
처리
열가소성 수지와 열경화성 수지 모두 가열하면 점도가 감소합니다. 그러나 열경화성 수지의 점도는 화학적 가교 반응으로 인해 시간과 온도에 따라 증가합니다. 이러한 효과가 결합된 결과는 시간과 온도에 따른 U자형 점도 곡선입니다. 재료를 금형 형태로 성형하는 데 필요한 압력이 가장 낮기 때문에 점도가 가장 낮은 영역에서 금형 충전 작업을 완료하는 것이 열경화성 사출 성형의 목표입니다. 이는 또한 폴리머의 섬유 손상을 최소화하는 데 도움이 됩니다.
사출 성형 공정에서는 나사를 사용하여 가열된 배럴을 통해 재료를 이동시키고, 배럴 주위의 재킷에 있는 물이나 오일을 순환시킵니다. 스크류는 재료 유형별로 설계할 수 있으며 약간 압축하여 공기를 제거하고 재료를 가열하여 낮은 점도를 얻을 수 있습니다. 대부분의 열경화성 재료는 여기에서 아주 잘 흐릅니다.
소재를 금형에 넣는 작업은 스크류의 회전을 멈추고 유압으로 스크류를 고속으로 앞으로 밀어 가소화된 저점도 소재를 금형에 밀어 넣는 작업입니다. 이러한 빠른 흐름을 위해서는 0.5초 안에 금형 캐비티를 채워야 하며 압력은 193MPa에 도달해야 합니다. 금형 캐비티가 채워지면 재료의 고속 흐름으로 인해 더 큰 마찰열이 발생하여 화학 반응이 가속화됩니다.
금형 캐비티가 채워지면 사출 압력은 34.5-68.9MPa의 유지 압력으로 떨어집니다. 이 유지 압력은 5~10초 동안 재료에 유지된 후 압력이 해제되고 다음 사이클 가소화 단계가 시작됩니다.
재료는 경화될 때까지 뜨거운 금형에 보관된 다음 클램핑 장치를 열어 제품을 배출합니다. 방금 꺼냈을 때 제품이 약간 경화되지 않고 약간 부드러워질 수 있습니다. 제품 내부에 남아있는 열을 이용하여 제거 후 1~2분 이내에 최종 경화가 완료됩니다. 열경화성 제품의 전체 생산주기는 제품의 두께와 원자재의 종류에 따라 10~120초입니다.
제품의 품질과 재현성을 향상시키기 위해 다양하고 전문적인 기술이 사용됩니다. 일부 열경화성 폴리머는 가열되면 가스를 생성한다는 사실을 고려하여 금형이 부분적으로 채워진 후 수축 작업이 발생하는 경우가 많습니다. 이 단계에서는 금형을 살짝 열어 가스가 빠져나가도록 한 후 빠르게 닫아 남은 재료를 주입합니다.
사출 성형은 텔레스코픽 멤브레인 캐비티와 멤브레인 코어가 있는 금형을 사용하여 더 높은 강도, 더 나은 치수 제어 및 향상된 표면 상태(외관)를 제공합니다. 사출 공정 중에 금형을 1/8~1/2인치 정도 열었다가 금형을 닫는 것처럼 빠르게 압축할 수 있습니다.
유리 섬유, 필러 및 폴리에스테르 불포화 수지로 만들어진 일체형 성형 컴파운드는 사출 성형을 완료하기 위해 기계에 추가 특수 장비를 장착할 수 있습니다. 피스톤 공급기는 배럴에 연결되어 강제 공급되며, 이는 두 가지 다른 방식으로 작동될 수 있습니다. 하나는 재료를 혼합하고 가열하면서 재료를 앞으로 밀어내는 전통적인 왕복 나사가 있습니다. 이를 위해서는 나사 끝에 체크 밸브가 필요합니다. 재료의 점도가 매우 낮기 때문에 재료가 나사산으로 역류하는 것을 방지하십시오. 또 다른 방법은 플런저나 피스톤을 사용하여 재료를 금형 캐비티 안으로 밀어 넣는 것입니다. 플런저는 유리섬유가 중량비로 22% 이상 함유된 소재에 많이 사용되는데, 유리섬유에 대한 손상이 적고 강도도 높일 수 있기 때문이다.
열경화성 플라스틱 성형에 처음 사용된 또 다른 가공 방법은 압축 성형과 트랜스퍼 성형이다. 이에 비해 사출성형의 장점과 단점은 다음과 같다.
압축 성형에 비해 사출 성형의 장점은 다음과 같습니다. 성형 주기가 2~3배 빨라지고 공정 자동화가 향상됩니다. 제품 변경 횟수 감소 인건비 절감; 높은 생산 능력.
압축 성형에 비해 사출 성형의 단점은 다음과 같습니다. 장비 및 금형 투자가 더 높습니다. 압축 성형은 더 높은 제품 강도와 더 나은 표면 마감을 얻을 수 있습니다.
다이캐스팅의 장점은 일반적으로 사출 성형과 압축 성형 사이에 있습니다.
장비
열경화성 플라스틱 사출 성형 장비를 선택할 때 중요한 요소는 다음과 같습니다: 금형 클램핑 장치 용량 및 사출 성형 용량; 제어 시스템 및 배럴 온도.
톤 단위의 폐쇄 압력을 갖는 금형 클램핑 장치의 선택은 제품의 결정된 투영 성형 영역과 흐름 채널을 기반으로 해야 합니다. 필요한 톤수는 성형 제품의 복잡성과 사용된 원자재에 따라 1.5~5t/in2가 될 수 있습니다. 장비 규모는 30~3,000t 정도이며, 가장 일반적인 장비는 100~600t 정도이다. 강판의 두께와 기계의 강성은 매우 중요합니다. 사출 시 굽힘 변형을 최소화하여 오버플로 제거가 어렵습니다.
기계의 사출 용량은 금형을 채우는 데 필요한 최대 사출 압력과 캐비티 및 유동 채널 시스템의 재료 부피를 기반으로 분석해야 합니다. 필요한 사출 압력 범위는 폴리에스터 일체형 성형 화합물의 경우 96.5MPa이고 일부 특수 페놀 플라스틱의 경우 207MPa입니다. 기계의 사출 용량은 이론적인 부피(사출된 스크류 또는 피스톤의 면적에 스트로크를 곱한 값)로 표시되는 경우가 많습니다.
일반적으로 장비의 용량은 해당 장비가 생산할 수 있는 제품의 양의 85%로 결정됩니다. 장비가 폴리스티렌 생산 능력으로 표시되는 경우 부품 중량별 생산 능력을 결정할 때 장비와 열경화성 플라스틱 간의 밀도 차이를 고려해야 합니다.
현재 널리 사용되는 제어 시스템은 사출 속도, 클램핑 장치 부하를 선택할 수 있는 컴퓨터 제어입니다. 공정 운영 프로그램, 측면 금형 코어의 금형 이동, 이젝터 장치의 작동 주기, 배럴 및 금형 온도 제어. 특정 금형과 특정 원료를 순차적으로 공급하고 설정하고 기록하는 방법은 매우 중요합니다. 그 과정에서 변수가 너무 많기 때문이다.
배럴 온도는 배럴을 덮고 있는 재킷을 통해 흐르는 뜨거운 물에 의해 제어됩니다. 금형 온도 제어는 플러그인 히터에 의해 가장 일반적으로 수행되지만 증기나 순환하는 뜨거운 오일에 의해 수행될 수도 있습니다.
균일한 제품을 얻기 위해서는 고도로 제어 가능한 금형 온도가 가장 중요합니다.
일반적인 장비 옵션에는 일체형 성형 컴파운드용 피더, 신속 변경 금형 시스템, 신속한 사출을 위한 유압 유체 저장소, 금형 슬라이딩을 위해 유압 시스템에 연결된 측면 코어, 로봇 픽업 시스템 및 각 성형 중에 생성된 플래시를 제거하기 위한 에어 제트가 포함됩니다. 주기.
폴리머의 점도가 낮기 때문에 파팅라인에서 얇은 막으로 흐르기 때문에 완성된 열경화성 플라스틱은 플래시를 제거하기 위해 다듬질이 필요한 경우가 많습니다. 성형 부품의 플래시 제거는 종종 부품을 굴리거나 고속 플라스틱 펠렛이 부서지기 쉬운 플래시 층을 두드리는 장치를 통과시켜 수행됩니다.
응용
사출 성형으로 생산되는 열경화성 재료의 주요 시장은 다음과 같습니다.
자동차 산업: 엔진 부품, 헤드라이트 반사경 및 브레이크 부품.
전기 산업: 회로 차단기, 스위치 하우징 및 코일 포머.
가전 제품: 빵 오븐 플레이트, 커피 메이커 베이스, 모터 정류자, 모터 하우징 및 쓰레기 처리 하우징.
기타: 전동 공구 하우징, 램프 하우징, 가스 유량계 및 식기류.
