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용착 부위 설계 법
양호한 용착을 얻기 위해서 적정한 용착부위 설계를 하여야 한다. 재질, 용착강도, 외관, 제품의 형상
기밀성 등에 따라 다양한 용착부위 설계를 하여야 한다. 초음파 용착부위 설계로는 크게 용착산
설계법 과 전단 용착법으로 나눌 수 있다.
계단용착(Step joint)
면 용착(Butt joint)
1. 용착산 설계법
W
초음파 진동 에너지를 집중시켜 초기에
빠르게 용융되도록 산모양의 돌기를
용착부위에 설치한다.
W
H
H
BW
BW
- 용착산의 크기결정
높이 : 용착산을 설계할 부분의 지름(폭)의
1/10이다.
ex> 용착산이 위치할 부분의 치수가 2.5mm
이면 용착산의 높이는 0.25mm이 된다.
용착산의 폭 : 용착산 높이의 2배 이다.
홈 용착(Groove and Tongue)
용착산 / 편단용착
Horn
ex> 용착산의 높이가 0.25mm 이면
최소 1.0mm
폭은 0.5mm이 된다.
공차 0.1mm
BW
W
A
H
C
L
L은 A의 1/10이고 C는 L의 2배
R 79도
49도
2. 용착산 설계의 다양함.
용착산의 크기가 너무 작을 때 : 사출성형시 용착산의 형성이 잘 안될것이고 강한 용착강도를 얻기 위한
필요한 용융양을 얻지 못한다.
2.0mm
40도
40도
용착산의 크기가 너무 클때 :
빠른 용착이 얻어 지지 않는다.
3.0mm
1.0mm
0.6mm
그래서 안약 높이 0.4mm, 폭
1.0mm
3.0mm
0.8mm이상이 용착산을 설계시는
0.5mm ~ 0.7mm
2개의 용착산을 만드는 것이 좋다.
0.1mm
2.0mm
Ex> 높이 0.8mm, 폭 0.16mm의
2.0mm
0.1mm
용착산을 만드는 것보다 높이 0.4mm,
폭0.8mm을 갖는 용착산 2개를
설계하는 것이 좋다.
0.1mm
1.0mm
4.0mm
0.5mm
0.8mm
2.0mm
1.8mm
1.0mm
1.0mm
45도
40도
R 0.8
3. 전단용착 설계법
용착산의 변형된 형태를 전단용착 이라고
한다.
용융 수지는 수지의 용융 온도범위에서
Horn
1.0mm
0.1mm
용융이 되고 용융 온도에서 약간만 낮아도
0.2mm
금방 굳어지므로 용착산 설계법은 불 합리
0.6mm
1.0mm
1.2mm
1.0mm
하다.
왜냐하면 다른쪽의 부분이 용융되기 전에
45도
0.6mm
1.6mm
0.8mm
1.8mm
과화되기 때문이다.
전단설계를 하면 강한 기밀용착이 초기의
작은 용융으로 이루어 진다.
또한 수직벽을 따라 계속적인 용융이 이루어
지며 굳어지는 상태로 용착이 이루어 진다.
1.0mm
0.1mm
0.7mm
0.2mm
R 0.5
또한 용착부위가 공기와 접촉되지 않기 때분에
빨리 굳어지지 않는다.
45도
0.6mm
1.0mm
R 0.1
1.3mm
용착길이는 용착장도를 결정하고 적용 제품에
0.6mm
따라 조정할수 있다.
강도를 높이려면 벽두깨의 1.25에서 1.5배
이어야 한다.
1.6mm
45도
0.2mm
2.0mm
사출시 주의 사항
1. 재생 사출은 쓰지 않는다.
2. Gate 부위는 용착산 설계쪽에서 되도록 피살것
3. U.V Coating시 용착산 접합부위에는 Coating을 피할것.
4. Coating후 건조시 고온에서 사출물이 너무오래 두지말것
(사출물이 경화됨)
5. Lower Case 전 둘레 용착산은 피하고 모서리 부위도 피한다.
* 가장 일반적인 용착산 설계
0.08mm
θ = tan-1 (5/3)
0.3mm
0.5mm
1.2mm이상
0.3mm
1.0mm이상
0.3mm
0.08 ~0.1mm
θ = 2tan-1 (2.5/3)
위 그림의 용착산 설계는 Lower Case 좌우 GAP이 Upper Case에
형합 했을때 좌/우 GAP 0.08이내에 있는 Battery Pack
0.08 ~ 0.1mm
0.08 ~ 0.1mm
0.3mm
1.2mm이상
0.3mm
0.3mm
θ = tan-1 (5/3)
0.8mm
Battery Pack, Adaptor에 사용
0.8mm
0.5mm
0.5mm
1.5mm이상
θ = 2tan-1 (4/5)
1.0mm이상
Note Book용 용착산 설계
0.08mm
기밀용착 범용
재질에 따라 다름
Ex) LCP, PC+ABS, P.P, PE
0.3mm
0.3mm
θ = 45도 ~ 60도
용착산
모서리 부위는 용착산 설계를 피함
4 ~ 5mm 간격 1.5 ~ 2.0mm 간격
일반적으로 W가 H보다 2배 정도는 커야
하지만 사출물 크기가 한정 되어 있으므로
2배로 만들기는 힘들지만 최소한 W≧H야
만함.
W
H
W
W
H
A
H
B
A와 B를 동일 조건으로 용착 했을시 B가 A보다 용착성 및 인장강도가
훨씬 좋음
모서리에 용착산이 걸리는경우 많은
문제가 발생할수 있다.
1. 초음파 장비의 가압력이 인가 되었을 경우
모서리 부위나 용착산이 휘어저 Upper &
Lower Case GAP이 발생, 또는
가압력을 약하게 하여 용접하였다 하더라도
용접 온도에 의하여 똑 같은 악제가 발생
할 수 있다.
가압력
2. 초기 사출시 사출조건이나 등등여러가자
방법으로 일시적으로 잡을수는 있느나
양산시 금형의 노후 및 사출조건의 변화
등등 여러가지 요인으로 더 큰 문제를
야기 시킨다.
4. 초음파 용접시 가압력으로 힘이 짐중
된 곳은 초음파 에너지가 전달이 되므로
JIG와 마찰이 발생하므로 코팅이
울거나 깨지는 경우도 발생한다.
가압력으로 인한 힘의
작용 방향
가압력
초음파 에너지
가압력으로 인한 힘의
작용 방향
3. 대분분의 업체의 경우 디자인 사향 및
고가의 금형 비용, Cell의 사향으로
금형수정이 불가능한 경우가 많다.
하지만 계발자는 초기의 Error를 잡고
넘어가는 것이 양산 시점을 고려 할때
유리하다.(양산시에는 Error를 수정이
거의 불가능 하기 때문이다.)