Transcript 발 생 원 인 방 지 대 책

射出 成形用 金型
目
次
1.金型의 種類 및 槪要
2.射出成形用 金型의 基本構造
3.射出機種 및 金型Spec 決定方法
4.金型鋼 種類 및 用途
5.金型 Cavity 加工方法
6.金型 表面處理 方法
7.連系設計 業務 Flow
8.連系設計 業務 Manual
9.射出成形의 不良原因과 對策
10.輸出金型 決定時 留意事項
11.射出成形의 新工法 適用 事例
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(眞空成形, Gas成形, 塗裝Less成形, PCP成形, 局部 Air成形,
PFP成形, In-Mold成形, Membrane Insert成形, H ² M 成形 等)
12.附錄
◈ High-Touch 成形技術
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◈ Plastic 塗裝의 槪要
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1.金型의 種類 및 槪要
1. Press 金型
俠意의 Press 加工에도 많은 分類 方法이 있으나, 成形 方法이 類似한 것을 基準하여 分類하면
Shearing, Bending, Drawing, Forming, 壓縮加工, 特殊加工으로 나눌 수 있다.
1-1. 剪斷 加工(Shearing)
(1) Shearing : 소재를 직선 또는 곡선형으로 전단하는 가공으로 Burr의 방향이 반대로 형성된다.
( Bevel Shearing : 전단면이 판 표면과 직각이 아닌 전단 가공. )
(2) Blanking : 소재에서 사용하고져 하는 제품 외곽을 타발하는 가공
( Die 구멍을 소요 부품 형상의 치수로 가공 )
(3) Piercing : 소재의 내면에 구멍을 타발하여 Slug는 버리고 필요로하는 구멍을 형성하는 가공.
( Punch의 단면을 소요 부품 형상의 치수로 가공 )
(4) Notching : 제품의 외곽에 인접하여 불 필요한 부분을 타발하는 가공
(5) Trimming : 제품의 Flange나 끝 부분을 소요의 형상으로 전 주위를 타발 하는것.
(6) Slitting : 제품의 내부나 외곽선단에 이접하여 3방향 혹은 2방향만 타발하고 한방향은 Bending 가공 하는것
(7) Parting : 2개로 분리 타발하는 가공으로 성형시 힘의 균형이 필요할때 적용하며 Burr는 반대방향이다.
(8) Shaving: 타발된 제품의 외곽전단 파단면을 정밀한 치수 혹은 정밀한 면으로 재가공하여 전단면으로 가공.
(9) Perforating : 같은 크기의 구멍을 정해진 배열에 따라 순차적으로 많은 구멍을 뚫는 가공.
(10)특수 Blanking : Half Blanking, 상하 Blanking, Finish Blanking, Fine Blanking등이 있음.
1-2. 굽힘 加工(Bending)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
V - Bending : V자 형으로 굽히는 가공.
L - Bending : L자 형으로 굽히는 가공.
U - Bending : U자 형으로 굽히는 가공.
Z - Bending : Z자 형으로 굽히는 가공.
Roller Bending : Roller를 이용하여 굽히는 가공.
Cam식 Bending : Cam에 의하여 굽히는 가공.
1-3. 오므리기 加工(Drawing); 판재로써 필요 형상인 Cup 모양으로 만드는 가공.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
원통
각통
원추
각추
역
Drawing
Drawing
Drawing
Drawing
Drawing
:
:
:
:
:
원통형으로 가공.
각통형으로 가공.
원추형으로 가공.
각추형으로 가공.
이중으로 오므리기 가공.
(6)
(7)
(8)
(9)
Deep Drawing
대형 Drawing
Redrawing
Ironing
:
:
:
:
깊이 오므리기 가공.
형상이 균일한 오므리기 가공.
Drawing 가공품을 다시 조이는 가공.
밑바닥이 달린 원통용기의 벽두께를
얇게, 밑면 두께는 변화없이 가공.
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1-4. 成形 加工(Forming) ; 두께의 변화없이 일정한 형상으로 성형하는 가공
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
Flanging
Burring
Curling
Beading
Embossing
Seaming
Necking
:
:
:
:
:
:
:
제품의 끝(Flange)을 굽혀 나팔형으로나 비슷한 모양으로 성형하는 가공.
구멍을 형성하면서 높이를 성형하는 가공.
끝부분을 둥굴게 성형하는 가공.
소재면의 일부분에 요,철 모양을 성형하는 가공.
면의 일부분에 요철모양으로 돌기를 만드는 가공.
양 끝을 합하고 압력을 가하여 결합 시키는 가공.
용기의 입구를 오므려 치수를 적게하는 가공.
1-5. 壓縮 加工 ; 소재에 압력을 가하여 일정한 형상으로 성형하는 가공
(1) Coining
: 동전 모양처럼 상하면이 불균일하게 요철 모양으로 성형되게 압력을 가하는 가공.
(2) Indenting : 일면에 요 모양으로 홈을 만드는 가공.
(3) Cold Extrusion:Die 속에 든 재료에 Punch로 순간 압력을 가하여 내측은 Punch 형상,외측은 Die 형상으로
성형하는 가공.
① 전방 압출가공(Forward Extrusion)
② 후방 압출가공(Backward Extrusion)
③ 복합 압출가공(Forward & Backward Extrusion)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
Heading
: 봉상재의 끝을 Upsetting하여 리벳트와 같은 머리를 형성하는 가공.
Cold Forging : Cold Forming 이라고도 하며 단조의 일종이다.
Swaging
: 선재,봉재,관재를 횡 방향으로 압축하여 두께나 직경을 감소시켜 길이나 폭을 늘이는 가공.
Upsetting : 리벳트 가공.
Sizing
: 일종의 교정 가공.
1-6. 特殊 加工
(1) Broaching : 일종의 절삭가공으로써 Punch에 여러단의 Edge를 형성시켜 제품의 외관 혹은 구멍 내면을
절삭하는 가공.
(2) Torsion
: 비틀림 가공.
(3) Bulging
: 용기의 측벽을 늘어뜨려 튀어 나오게하여 턱을 만드는 가공.
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2. Mold 金型
成形 材料는 液狀,粉末,粒狀,板狀으로 供給되며, 金型을 利用하여 成形을 할 때 成形 材料를
加熱하여 軟化하면, 壓力에 의해 流動시켜 金型 Cavity 內에 充塡되도록 하여 硬化 시킨다.
이 境遇 熱硬化性 樹脂는 熱을 加하면 軟化와 同時에 化學的인 硬化反應이 進行되면서 固化하기
때문에 金型을 恒常 成形溫度로 維持할 必要가 있지만, 熱可塑性 樹脂는 冷却에 의해서 固化하기
때문에 金型을 冷却시켜 둔다.
또 成形品의 表面은 金型의 Cavity & Core면을 轉寫하므로 成形部 金型面이 美麗해야 한다.
2-1. 壓縮 成形用 金型(Compression Mold)
압축 성형법에는 열경화성 수지(Urea,Phenol,Melamine,Poly Yester등)가 많이 사용된다.
이 방법은 성형 재료를 가열/연화하여 고압력으로 가압/가열하여 성형한다.
2-2. 移送 成形用 金型(Transfer Mold)
압축 성형과 비슷하나 재료실을 사용하여 Sprue, Runner, Gate를 통하여 성형부에 성형재료를 충전시켜 성형부를
성형 시키는 것으로, 돌출 기구인 밀핀등을 사용한다.
2-3. 射出 成形用 金型(Injection Mold)
사출 성형용 금형은 이송 성형용 금형과 원리는 같으나 성형재료를 열 가소성 수지를 사용한다.
열가소성 수지(PS, ABS, PP, PE, POM, PC, AS, Nylon, Poly-Vinyl등)를 사출성형기 Cylinder 內에서 가열 용융
시켜 금형의 Sprue, Runner, Gate를 거쳐 성형부에 고압으로 압입(Injection)하는 방법으로, 가장 널리 사용되는
성형법이다.
2-4. 壓出 成形用 金型(Extrusion Mold)
압출 성형용 금형은 보통 압출 Die라고 부르며, 열가소성 수지를 가열 용융시켜 압출기에서 압출 Die를 통하여
압출하면, 압출 Die의 형상에 따라서 Pipe, Sheet, Bar등의 긴 부품이 생산된다.
현재 LG화학에서 생산하는 하이샷시도 압출 성형법으로 생산된다.
2-5. 中空 成形用 金型(Blow Mold)
Pipe 형상의 연화 압출된 재료를 금형의 Cavity에 넣고 고압의 Air를 주입하는 성형 방법으로, 통 및 병 종류
성형에 많이 사용되며, 중공율이 큰 자동차 부품 생산용으로도 많이 사용된다.
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2-6. 眞空 成形用 金型 (吸入 成形 : Vacuum Forming)
성형 압력이 대기압이므로 금형의 재료는 큰 강도가 아니라도 가능한 알루미늄을 많이 사용하며, 성형용 재료는
열가소성 수지의 Sheet를 사용한다.
성형 방법은 열가소성 수지 Sheet를 가열하여 연화된 상태에서 금형 Parting Line에 밀착시키고 진공Pump를 이용
하여 금형 內에 존재하는 공기를 배출시키면 연화된 재료가 금형 표면에 밀착되어 냉각 고화됨.
단 진공 성형법은 밀폐가 중요하므로 Hole이 있는 성형품은 후가공 처리해야 한다.
2-7. 發泡 成形用 金型
(1) 저발포 성형용 금형 : 본 금형은 사출 성형용 금형과
하여 사출기에 투입하면 사출기 Cylinder에서 발포가
냉각 완료시까지 발포가 일어남. 따라서 긍형 內에서
목적은 厚肉 成形品의 수축방지 및 Plastic 제품으로
동일하며, 성형 방법은 열가소성 수지에 발포제를 첨가
일어나며, 이 발포된 수지가 금형內에 압입되어 수지
완전히 냉각後 취출하여야 요구 형상을 얻을수 있음.
미려한 나무결 형상과 질감을 얻기 위해 사용함.
(2) 고발포 성형용 금형 : 본 금형은 E.P Packing用으로 사용하는 금형으로써, 성형 방법은 발포 수지를 20배
예비 발포하여, Feeder를 통해서 고압의 Air와 함께 금형 Cavity에 이송을 하고 금형 內에서 고온의 Steam에
의하여 2차 발포 하면서 입자가 결합되어 성형됨.
발포 비율은 MNT Packing用은 25-30배 정도 발포하여 사용하지만, 일반 건축용은 100-120배 정도 발포함.
2-8. Die Casting 金型
금형의 구조는 사출 성형용 금형과 유사하나 성형 재료를 고온의 비철 금속을 사용하기 때문에 금형 재질의
내열성이 필수 조건이며, 고온에서 변형 발생이 없어야 한다.
2-9.其他 成形法
(1) 고무 成形用 金型 (Rubber 成形)
(2) Calendering 成形 (Film, Sheet)
(3) 積層 成形
(Laminating ; 板狀)
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2. 射出 成形用 金型의 基本 構造
1. Runner System
成形能率과 成形品의 品質을 크게 左右하는것은 Runner& Gate이다. 이 Runner & Gate는 金型設計
의 重要事項으로 取扱해야 한다. 또 成形品을 Design 할 때에도 미리 充分한 檢討가 必要하다.
1-1. Runner,Gate의 選擇 基準
(1) 성형품의 Cavity수
1 Cavity의 경우에는 어떠한 Runner System이라도 가능하지만, 2 Cavity 이상의 경우는 Runner,Gate의 배치
방법이 제한되어 충분한 검토가 필요하다.
(2) 성형품의 기능
성형품의 표면에 Gate의 절단 자리가 남아서, 외관이나 기능을 손상 할 경우에는 문제가 없는 위치에 Gate
를 설치한다.
(3) 사용성형 재료
아크릴,폴리에틸렌,경질염화비닐,폴리아세탈 등과 같이 성형성이 나쁜 재료는 Runner 및 Gate에 따라 성형
Cycle Time, 성형품의 기능과 외관에 영향을 준다. 따라서 그 성형 재료에 각각 알맞는 것을 선택한다.
(4) 후가공
후가공은 성형품의 외관및 기능에도 영향을 미쳐 코스트가 높아지게도 되므로, 되도록 후가공이 필요 없는
Gate를 선택한다.
(5) 성형품의 잔류 틀어짐
예를 들면, 폴리에틸렌,폴리프로필렌 등의 성형품에 Direct Gate를 채택했을 경우, Gate 주변에 잔류 틀어짐
응력이 집중해서 성형품이 변형하기 때문에, 다수개의 Pin Point Gate를 달아서 변형을 방지하는 수가 있다.
(6) 성형품의 형상,치수에 의한 제한
평면적이 큰 성형품의 경우, 한 곳에서 부터로는 성형되지 않을 경우는 Gate수를 늘임으로써 성형이 가능
하게 될 경우가 있다.
(7) 성형기의 형판(Die Plate)의 크기에 의한 제한
예를 들면, 보통 Gate로 하려면 Die Plate에 대하여 편심하기 때문에 금형의 설치가 불가능하게 될 경우는
3-Plate라든가 다른 Gate System을 선택하지 않으면 안된다.
(8) 생산성
성형 Cycle을 빠르게 하기 위해 고려한 Runner, Gate로 하지 않으면 안된다. 또 적절한 Runner, Gate에 의해
재료의 절약을 생각해야 하는 것이다.
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이상 말한 Runner, Gate의 선택 기준은 단일한것이 아니고, 몇개의 요소를 조합해서, 품질과 경제성을 고려하여
검토하지 않으면 안된다.
1-2. Gate와 Runner의 流動性
녹은 재료가 Nozzle을 나와서부터 압력 Down은 재료가 금형에서 온도강하와, Runner, Gate를 통과 하면서 마찰
손실에 의한 것이어서,이 조건을 생각하면 Runner는 굵게하지 않으면 안되나,한편으로 재료를 최소로 하는것이
바람직하다. Runner가 너무 크면 냉각이 늦어지고, 성형 Cycle이 늘어져 Cost가 높아지게 되는 것이다.
원형의 Runner는 어떤 모양보다도 유동성,방열도등 모든 점에서 우수하다.
1-3. Gate Balance와 Runner의 配置
다수개취 금형은 수지가 각 Gate에 도달하는 시간이 다르면,최초의 Gate에 수지가 이르러도 다른 Gate에 수지가
닿지 않을 동안은 사출압력은 그다지 높지 않으며 최종의 Cavity에 거의 충전할 즈음부터 급격히 상승한다.
이때 최초의 Gate는 이미 식어서 굳어져가고 있으므로 충전 부족이라는 현상이 일어나는 수가 있다.
다수개취 성형시에 불량이 발생되는 Flow Mark나 수축 혹은 충전부족은 이와 같이 하여 생기는 일이 많다.
이상의 이유에서 용융 수지는 거의 동시에 각 Gate에 고르게 도달되게 할 필요가 있다.
따라서 Sprue에서 먼 위치에 있는 Gate는 가까운 위치의 것 보다 크게 하는것이 원칙이다.
통상적으로 Gate Balance는 Land의 길이를 일정하게하고 폭과 깊이를 조정해서 각 Cavity에 대하여 동시 충전
되도록 하는 경우와 Runner 배치에 따라,어떤 Cavity에도 동시에 충전될수 있도록 Sprue에서 Runner 길이를
일정하게 할 경우가 있다.
그러나 후자의 경우에는,Runner의 전체 길이가 길어지게 되므로,성형품의 중량과 Runner와의 비율이 많아진다.
같은 개취라도 Runner 배치와 Cavity 배치에 따라 자유로이 균형이 잡힌 Runner 배치가 가능한 것이다.
앞에서 말한 바와같이 Runner가 너무 길어지면 온도강하가 많아지므로 좋은 현상이 아니며,반대로 Runner가 너무
짧으면 잔류 응력이 커져서 Flash (Burr)가 일어나기 쉽고, Runner의 돌출이 곤난하게되는 따위의 결점이 나온다.
따라서 성형품 형상에 알맞는 길이,단면형상을 선정하지 않으면 안된다.
1-4. Gate의 種類
Gate는 성형성과 내부 왜곡에 큰 영향을 미치는 것임에도 불구하고, 실제에는 성형품의 형상만으로 단순하게
정해 버리는 일이 많다. 그러나 성형품에 알맞는 Gate, Runner를 쓰지 않으면 안된다.
(1) Direct Gate
일반적으로 가장 성형성이 좋은 Gate 방법이긴 하나, 성형품의 표면 또는 이면에 Gate 위치를 정하기 때문에
외관상 Gate 자욱이 남게 되어 후가공이 필요하게 되어 것이다. 그러나 사출 압력의 손실이 적고 성형을
비교적 쉽게 할 수 있으므로, 대형의 깊은 성형품에는 자주 이용된다. 그 반면 성형 재료에 따라서는 얕고
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넓은 성형품은 성형후 휨및 비틀림이 생기게 되므로 주의를 요한다. 또 Gate부의 이면에 Cold Slug Well을
마련해서 냉각된 수지가 Cavity 안에 흘러들어 가는것을 방지하는 것도 성형상 필요하게 된다.
그리고 성형후 잔류응력이 Gate 부근에 집중하여 CRACK의 원인이되는 경우가 있으므로, Gate의 선정에는 이런
점을 고려하지 않으면 안된다.
깊이가 깊은 성형품은 성형기의 형체 Stroke를 최대한으로 사용하여 성형품을 집어내고 있는 것에 대해서는
Sprue의 길이를 되도록 짧게 하고 최소한의 型開로 취출 가능토록 할 필요가 있다. 그러면 성형의 능률도
좋아지고 좋은 결과를 얻을 수도 있다. 이 경우엔 특수하게 길게만든 Nozzle을 사용하는 방법도 있다.
성형 Cycle에 관계되는 Gate部의 지름도 굵지 않고, 성형품의 크기와 살두께에 알맞는 것으로 하지 않으면
성형품은 고화된 상태이나, Sprue가 반용융 상태이므로 추가 냉각시간이 필요하여 성형 효률이 나빠진다.
단. 대형의 성형품으로 성형이 대단히 어려운것은 당연히 Sprue 지름을 굵고 짧게 하는 수가 있다.
(2) 普通의 Runner, Gate ( Side Gate )
Direct의 경우에는 성형품 1 Cavity로 한정되어 있으나, 이 방식은 다수개취 Gate로서 널리 이용 되고 있다.
물론 1 Cavity의 성형품에도 여러개 Gate를 마련해서 성형하는 수도 있다.
이로부터 변화한 Gate 방식은 수 종류가 있으며 제한 Gate, Tab Gate는 성형 재료에 따라 고안된 방법이다.
또 성형품의 형상, 크기등에 따라 Film Gate, Disc Gate, Ring Gate등이 있다.
Sprue에서 Gate까지에 흐르는 Runner의 단면 형상은 丹形,사다리꼴이 좋다. 지름은 성형 재료, Runner 길이,
성형품 치수에 따라 다르나, 보통 ∮5∼∮10 이 많이 쓰인다. ∮5 이하이면 온도 강하가 커지며 압력의 저하
를 잘 일으키게 된다. 그러나 소형의 것에 있어서는 ∮3∼∮4 로 사용하는 경우가 많다.
너무 굵으면 성형 재료와의 접촉면이 커져서 온도 조정 문제가 되며 재료를 지나치게 많이 쓰게되고, 더우기
성형 Cycle Time이 늘어나는 원인이 되기도 한다.
제형 Runner는 Cavity의 어느 한쪽에만 가공하여도 좋으므로, 치수는 비교적 간단하게 선택 할 수가 있다.
그러나 원형에 비하여 같은 단면적일지라도 재료와의 접촉면이 큰 결점이 있다.
반원형, 직사각형등의 Runner 단면 형상은 모든 점에서 뒤지기 때문에 사용하지 않는 것이 좋다.
① 制限 Gate
제한 Gate는 Gate가 급속하게 굳어지는 것을 가능하게 할 정도를 Gate의 길이가 제한 당한것을 말하며,
Side Gate의 Gate 치수를 적당하게 조은 것을 말한다. 이것을 사용하면 성형 재료에 따라서는(Ex; 경질
염화비닐) 다음과 같은 특징이 있으므로, 충분한 이용 가치가 있다.
『特徵』 a) 殘留 成形 應力의 減少.(특히 Gate 부근)
b) 휨,균열의 減少.
c) 다수개취(多數 Cavity)의 Gate Balance를 취하기 쉽다.
d) Cycle Time의 短縮.
e) 熱變形의 減少.
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f) Gate의 끝손질이 쉽다.
상기 외에도 성형시 유효한 여러가지 장점이 있다. 단 제한 Gate를 사용하면 협소한 단면을 통하게 하므로
압력 손실이 대단히 중대한 문제가 된다. 압력 손실이 크면 성형 재료의 흐름이 나빠지고, Cavity 內에서
充塡中 冷却, 固化가 생겨 완전한 充塡에 저해를 받아서, 필요 이상의 사출 압력을 가하지 않으면 안된다.
따라서 압력 손실을 막기위해 Gate Land를 짧게하여 높은 압력을 가하지 않아도 성형 되게할 필요가 있다.
일반적으로 1mm 정도의 Gate를 쓰면, 큰 압력손실은 없어지게 될 것인데 최소한 0.8mm 정도이다.
제한 Gate의 단면 형상은 직사각형이 가장 Balance를 취하기 쉽고 치수를 정하기가 용이하다. 반원형이나
타원형은 치수도 정확하게 내기가 어렵고 부적당하다. Gate의 깊이는 보통 0.8∼1.2mm로 한다.
작은 크기의 성형품이면 더 얇은 Gate로서도 좋으나, 얇아질수록 Gate를 통한 압력 저하가 현저 해진다.
대형의 성형품은 더욱 두꺼운 Gate가 바람직하다. 이것은 Cavity를 充塡하는 시간을 짧게 하기 때문이다.
Gate의 폭에 대해서는 Runner의 중심을 대칭으로 다소 좁게 해서 쓰는것이 보통이다.
그것은 Runner의 중심이 표면 층보다도 성형 재료의 온도가 높고 유동성이 있기 때문이다.
② Tab Gate (경질비닐,아크릴에 적합하다.)
염화 비닐등과 같이 성형온도의 허용폭이 적고 더우기 유동성이 나빠서 성형하기 어려운 재료는 성형할때
비교적 높은 압력을 넣기 때문에 Gate부에 변형이 집중된다.이럴 경우에는 Tab Gate가 유효하다.
『利點』
a) Gate 국부의 응력 집중을 완화한다.
b) Tab에 의하여 Gate 주변의 수축을 방지할 수 있으므로 사출 압력으로 인한 과잉 충전에
따른 변형을 배제 할 수 있다.
c) Gate에 이르기 까지의 온도 강하를 Tab에 의한 조으기 부분의 마찰에 의하여 再 可塑化
하여 Runner에서의 온도 강하를 보완할 수 있다. 이상과 같이 성형이 쉽게되고, 표면의
광택이 잘 되는것과, Gate 주변의 Flow Mark가 개량된다. 그 반면, 사출 압력이 보통
Runner, Gate의 2배 정도 필요 해진다. Tab를 성형품의 薄肉部에 붙이면 Weld Line이나
Flow Mark를 남기게 되므로, 살두께가 두꺼운 곳에 붙이는 것이 좋다.
③ Film Gate, Fan Gate, Ring Gate, Disc Gate.
상기의 Gate 방식은 성형품의 형상에 따라 선택되는 것이며, 어떤 성형품에도 모두 적합한 것은 아니다.
평판이며 면적이 비교적 큰 성형품일 경우에는 Film Gate나 Fan Gate를 쓰는 경우가 많다. 보통의 Gate는
폭이 좁아 성형품에 기포나 Flow Mark를 남길 염려가 있으므로, Gate 폭을 크게 잡아 균일한 흐름에 의해
성형 하는것이 얼룩이 없는 좋은 성형품이 가능하다.
그러나 전항에서 말한 바와 같이 두껍게만 할 수는 없다. 성형 후의 뒷 마무리도 Gate 폭이 넓어진 만큼
필요 이상의 공정이 소요되므로, 보통의 Side Gate로서는 도저히 성형되지 않는 경우에만 이용되고 있다.
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Ring Gate의 경우도 역시 성형품의 형상으로 선택을 하며, Pipe 모양의 것에 많이 이용되고 있다.
Disc Gate는 성형품의 중앙 부근에 Sprue 지름보다 큰 구멍이 있을 경우에 사용 가능하며, Gate로서 이용
하는 구멍의 위치는 성형품의 중앙 부근에 없으면, 성형기에 설치 하였을 때에 편심하게 되고, 사출압력의
Balance가 취해지지 않으며 성형기에 무리가 생긴다.
④ Pin Point Gate
Pin Point 방식도 제한 Gate의 일종으로서 생각할 수 있다. 그러나 이들은 앞에서 말한 제한 Gate의
경우와는 금형의 구조가 다르므로, 별도 Runner로서 들어 본다. 주로 PS, PE, PP등의 성형에 쓰이며,
최근에는 다른 성형 재료에도 이용되고 있다.
『利點』
a)
b)
c)
d)
e)
큰 성형품의 경우, 수 개소에서 充塡 되므로, 성형 왜곡, 변형이 적다.
제한 Gate로서 Gate 지름을 정하면, 앞에서 말한 특징이 있다.
성형품의 표면에 거의 흠자욱이 눈에 띄지 않을 정도로 Gate 자욱이 마무리된다.
다수 개취의 성형에 적합하다.
Gate 위치의 선정이 비교적 제한 되지않고 자유로이 잡을 수 있다.
그러나 보통의 Gate에 비하면 작으므로 사출 압력은 높게 하지 않으면 안된다. 그러기 때문에 되도록 Gate
Land(길이)를 짧게 하고, 유동 저항을 적게 할 필요가 있다.
또 離型時 성형품과 Gate가 절단 되었을 때, Gate部의 고화된 재료가 Cavity 內에 남지 않도록 해야 한다.
보통은 Cavity 쪽에서 Gate를 향하여 알맞는 모떼기를 하고, Gate부가 성형품과 동시에 취출 되도록 한다.
⑤ Sub-Marine Gate(Tunnel Gate)
Gate Type은 Pin Point Gate와 큰 차이가 없으나, Pin Point Gate처럼 성형품 표면에 Gate 자욱을 남기지
않고 측면 또는 이면에 만들 수가 있으므로 외면에 Gate 자리를 남기고 싶지 않을 경우에 많이 이용 된다.
離型 할 때 Gate부가 자동적으로 절단 되어서 성형품과 Runner, Gate部가 분리 되므로 Gate의 후 가공이
생략 된다.
TV Cabinet 금형의 경우 '76년부터 적용하기 시작하여 '94년 초까지 주종으로 사용 하였으나, '94년부터는
굴곡 변형 Gate인 Curved Tunnel Gate를 주종으로 사용함.(MNT Cabinet 금형의 경우 96년부터 변경적용)
⑥ Runner Less 方式
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상기의 여러방식은 모두 성형시 Sprue, Runner가 그 때마다 성형품과 동시에 성형되고 있으며, 성형 능률
이나 경제적으로도 낭비가 있으며, 불필요한 경비 소모및 자동 운전 저해등 기타 불합리한 경우가 많다.
Sprue, Runner를 1 Cycle마다 집어내지 않고 성형이 가능 하므로, 이 방식을 채용할 경우에는 금형의 온도
Control및 성형 재료의 특성 또는 성형품의 형상등을 충분히 고려할 필요가 있다.
a) Well Type(물굄식)
Nozzle 끝에 물이 고이는 자리를 가지고 있는 Type으로 성형 Cycle 중에 용융한 재료가 담겨져 있으며,
Nozzle과 금형은 연속 운전중은 붙어 있다. 따라서 성형 Cycle이 긴 경우 및 성형 온도 허용 범위가
작은 성형 재료는 재료가 고이는 곳이 고화하기 쉽고 특히 Gate 선단부는 냉각되므로 다음 사출이 되지
않게 된다. 때문에 Cavity와 이 고이는 곳과는 온도차를 두지 않으면 안된다. 일반적으로 이 고이는 곳
은 다른 Bush로서 Cavity와의 접촉 면적을 되도록 작게하고 Nozzle Touch면과 실제 Gate의 길이를 되도
록 짧게 하여, 용융 재료의 온도가 저하 되지 않도록 고려하여야 한다.
만약 Cavity 형상 관계로 고이는 곳이 길어질 경우에는 Nozzle을 고이는 곳에까지 나오게 해야 한다.
이렇게 하면 비교적 긴 Cycle 일지라도 곧 고화되는 일이 없이 연속 성형이 가능 해진다.
현재 이 방법으로서 널리 성형이 되고있는 재료는 PE가 압도적으로 많고, 다음에 PP와 PS로써 다른
재료는 성형성 측면에서 그다지 이용되지 않는다. 또 성형품도 1 Cavity 밖에 되지 않는 결점도 있다.
b) 延長 Nozzle Type
앞에서 말한 물굄식에서는 Gate부가 고화해서 성형되지 않을 경우에 연장Nozzle형을 쓰면 좋다. 이것은
직접 Nozzle이 Cavity 일부를 형성하거나 Gate부까지 Nozzle을 연장하거나 두가지 중의 하나며, 보통의
Direct Gate로 성형이 될 재료이면, Sprue가 없는 성형품이 된다. Nozzle은 성형품 치수에 맞추어서
특별하게 제작하지 않으면 안되므로, 어느 금형에나 사용되는 것은 아닌 것이다.
따라서 되도록 이용도가 많은 형상으로 해둘 필요가 있다. 성형상의 문제는 물굄식과 같이 Nozzle과
Cavity와의 접촉면을 적게하여, Nozzle의 온도 저하에 의해서 Gate부 고화를 방지하는 것이 필요하다.
Cavity는 Nozzle 접촉면이 고온이 되기 쉬우므로, 그 부분의 온도 조정이 될 수 있도록 되어야 한다.
그리고 Cavity와 Nozzle의 맞춤면에 Flash가 발생하기 쉬우므로 주의해야 한다.
c) 斷熱 Runner Type
이것은 3-Plate 방식에 의한 Gate 방법과 닮은 것이다. 그러나 Runner 지름은 훨씬 커서(∮12 이상)
Runner가 있는 분리면은 성형중 닫힌 채로 유지되어 있지 않으면 안된다. 따라서 성형이 되는 재료도
한정되어 PE, PP등에 사용한다. Well Type Nozzle에서는 다수 개취가 되지 않으나, 이 단열 Runner
방식에서는 큰 성형품이나 또는 다수 개취 성형이 되는 특징이 있다. 또 금형구조도 간단하므로 단열
방법을 확실하게 할 수만 있으면 자동 성형 작업이 쉬운 장점이 있다.
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단열 Runner의 재료 흐름은 반드시 전단면이 균일하게 움직이는 것은 아니고, Runner의 바깥쪽에서 부터
약 2-4mm 안쪽의 재료가 유동하여 充塡 된다. 즉 Runner의 바깥쪽은 온도가 낮은 금형에 접촉하고 있으며,
그 부분은 반 용융 상태 또는 고화하기 시작 한다. 이 층의 단열 작용으로써 Hot Runner 內部 용융재료의
온도 저하를 막아서 연속 성형이 되는 것이다.
따라서 성형 Cycle이 길 경우에는 이 층이 두꺼워지며, 실제로 유동 단면적이 좁혀져서 성형 재료의 유동
저항이 증가하고, 성형 불가능이 되기 쉽다. 그러나 Runner 단면을 극단으로 크게하는 것은 금형과 접촉
면적이 커져서 역시 문제가 된다. 보통 성형에 쓰이는 Runner의 지름은 대체로 ∮16-∮24의 범위이며, 그
이하에서는 약간 Cycle이 길어지면 고화하기 쉽고, 너무 커지면 Cavity의 온도 Control이 어려워진다.
d) Hot Runner System
Hot Runner 금형은 Runner를 가열할 수 있는 Runner Plate를 내장시켜, Runner 內의 재료를 용융상태로
유지하는 것으로, 가열 Cylinder가 금형 내부에까지 연장되어 있는 것으로 생각하면 된다. 그러나 이런
금형은 온도 제어를 확실하게 해야 되며, 온도 제어가 되지 않으면 문제가 있다. 성형품의 한쪽에 있는
충전 Nozzle은 재료가 가소화된 상태에 있도록 온도를 유지하고, Cavity는 성형품이 굳어지기에 충분한
온도를 낮추지 않으면 안된다는 것이다. 이 양쪽의 조건을 만족시키는 것은 매우 어렵다.
최근 이들을 개량하기 위한 새로운 설계나, Nozzle 재질의 개량등에 의하여 해결이 되도록 되어 있다.
♣ Hot Runner의 問題點으로서는
ⓐ Runner Plate에 필요한 열량은 얼마 정도인가.(일반적으로 Runner Plate의 넓이의 평방인치당
60W이상을 필요로 하고 있다)
ⓑ Runner Plate의 온도가 균일하게 되는가.
ⓒ Runner Plate와 금형과의 연결점은 어떻게 하면 되는가.
ⓓ Runner Plate와 금형과의 단열은 어떻게 하면 좋은가.
ⓔ Cavity와 Nozzle의 단열 방법은 어떻게 하면 좋은가.
ⓕ Gate는 굳어지지 않는가.
ⓖ 금형 Cavity의 온도가 고속 Cycle에 대응 가능 한가.
등이 중요한 사항이다.
[ Runner Plate = Mainfold ]
최근 Hot Runner System도 급속도로 발전하여 여러가지 Type이 개발되어 있으므로 용도에 맞게 선정하여
사용을 하고 있으며, MNT 일부부품 및 TV Back Cover금형에는 Valve Gate System을 사용하고 있음.
Hot Runner 제작 Maker는 많이 있으나, 당사 TV OBU에서는 CANADA MOLD-MASTER를 사용하다가,'96년부터
유도실업의 Valve Gate System을 사용하고 있으며, 적용 History는 다음 Page에 설명함.
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Hot Runner System 적용 History
1. Hot Runner System의 槪要
Hot Runner System은 Runner Less Molding System의 一種으로서 射出 成形用 金型에서 Sprue와 Runner의
役割을 遂行하는 溶融된 樹脂通路를 만들어 Cavity內에 恒時 溶融된 樹脂가 供給되도록 考案된 System임.
卽 Sprue와 Runner는 Cavity를 充塡 시키기 위한 流路 役割인데, Cavity에 溶融樹脂가 채워지면 Sprue와
Runner가 充塡되어 Cavity와 함께 固化하여 이를 除去하지 않으면 다음 射出이 不可能하여 진다.
따라서 金型 內 樹脂의 흐름 部位를 適切한 方法으로 加熱하여 Sprue와 Runner를 恒常 溶融된 狀態로
維持시켜 成形品만 連續的으로 射出 할 수 있도록 考案된 方法이 Hot Runner System이다.
2. Hot Runner System의 長, 短點
2-1. 長點.
(1) 冷却 固化되어 분쇄하여 사용하는 Sprue, Runner가 발생되지 않으므로 수지를 100% 성형품화 할 수 있다.
또 분쇄하여 사용시 발생되는 불량이나 Trouble이 방지된다.
(2) Gate部 까지는 항시 용융된 수지가 충전된 상태이므로 가소화 시간, 계량, 냉각 시간이 단축 된다.
(3) 저압 성형이 가능하므로 사출기 기종을 낮추어 Cost를 절감 할 수 있다.
(4) 대형 3단 금형의 경우 Hot Runner System을 적용하면 금형 Trouble을 방지 할 수 있다.
2-2. 短點.
(1) 금형비의 상승 - Hot Runner System 및 Controller 필요.
(2) 유지, 보수에 기술 인력이 필요함.
(3) 사용되는 樹脂 및 성형품의 형상에 따라서 금형 설계시 충분한 검토가 필요함.
3. Hot Runner System의 種類
3-1. Open Gate.
(1) Direct Gate
: 樹脂流路에 Heater를 장착하여 사용하는 가장 기초적인 Hot Runner System 이다.
(2) Pin Point Gate : Gate 흔적을 극소화 할 수 있으나, 압력이 높아지는 단점이 있다.
3-2. Shut-Off Gate.
(1) Spring Type Valve Gate : 단순한 Valve Gate System이나, 사출 압력이 많이 필요하다.
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(2) Electric Shut-Off Gate : 소형 성형품에 주로 사용되나, Cycle Time이 긴 것이 단점이다.
(3) Valve Gate
① Hydraulic Valve Gate : 高壓 작동이므로 작은 油壓 Cylinder를 사용 할 수 있으나, 油壓 Unit가 필요하다.
② Pneumatic Valve Gate(空壓式): 상대적으로 큰 Cylinder가 필요하나, 응답 속도가 빠르고 관리가 단순하다.
4. Hot Runner System 種類別 特徵 및 使用 效果
4-1. Open Gate와 Valve Gate의 特徵 比較.
구
분
Open
Gate
Valve
Gate
(1) Gate 자국
(2) Drool 문제
-.깨끗하지 못하다
-.깨끗하고 미려하다
-.Drool 현상 발생으로 금형 Open후 Drool된 수지의
제거가 필요하다.
-.금형 교환시 문제 발생 소지가 상존해 있다
-.Mainfold 과열의 원인이 된다
-.Drool 현상이 없다.
(3) 사출 압력
-.Gate부 온도에 따라 사출 조건을 可變 하여야
함.
-.Gate를 크게하여 저압 사출이 가능 하므로 Cavity내
응력 감소및 뒤틀림과 내부 Stress를 감소 시킨다.
(4) 사출 속도
-.Gate부 온도에 따라 사출 조건을 可變 하여야
함.
-.고속 사출이 가능하며 Cycle Time 단축 가능.
-.보압 시간을 없애거나 극소로 할 수 있다.
(5) 적용 수지
-.수지의 특성에 따라서 효율이 加減 된다.
-.모든 열 가소성 수지에 폭 넓게 적용이 가능하다.
4-2. Valve Gate의 使用 效果.
(1) Cycle Time 단축
① Valve Pin의 작동을 금형이 닫힘과 동시에 Open및 사출후 사출압력이 유지되는 동안 닫을수 있다.
② 대형 성형품의 경우 각각의 Cavity, Gate별로 Control 가능하므로 Gate 위치 선정 폭이 넓어져 충전 시간을
단축 할 수 있다.
③ Gate를 크게하여 고속 성형을 할 수 있다.
(2) Gate가 Valve Pin에 의하여 차단 되므로 Gate Sealing을 완전히 할 수 있으며, Gate 흔적이 미려하다.
(3) 압력 손실이 적으므로 저압 성형이 가능하다. 이에 따라 금형의 수명이 연장 된다.
(4) 성형품 내부 응력이 감소되어 성형 변형율이 적고 성형품의 품질이 향상된다.
(5) Gate를 비교적 크게 할 수 있으므로 수지의 흐름성이 향상되어 박육 성형이 가능 하다. 이에 따라서 수지를
절감 할 수 있으며, 냉각 시간도 단축 된다.
14/85
5. Hot Runner System의 適用 History
'84年 9月 日本 IKEGAMI에서 導入한 CMT-9202 Back Cover 金型이 TV 金型에 처음으로 適用된 Hot Runner 適用 金型
이였으나, 以後 使用上의 問題點이 많이 露出되어 여러가지 方法으로 改善 活動을 하고 國産化에 主力 하여 比較的
成形 條件 Control이 쉬운 Open Gate System을 33" 開發 Model인 CNR-3330 Back Cover 金型에 適用함.
Open Gate System은 成形 Control에 어려움은 없었으나 Hot Runner System 適用의 長點을 極大化 할 수 없으므로,
Electric Shut-Off Gate System과 倂行 使用 혹은 Electric Shut-Off Gate System 單獨으로 適用함.
5-1. 1次 適用.('90 - '92 개발 Model)
CBT-2870, CB-28B20, CNR-2999, CN-33C10 Back Cover등 '90년말에서 '92년초까지 개발Model의 금형 10 Sets에
Electric Shut-Off Gate System을 적용 하여 양산에 투입하였으나, 신뢰성 결여로 생산 Line 문제발생 및 사출
성형시 성형 Control 난이/ 불량 다발/ 초기 양산 투입시 잦은 문제 발생으로 적용 실패함.
이는 Gate System이 Gate 부위의 Heater를 사출 성형 조건에 맞추어 On-Off 시킴으로써 성형하는 방식이므로 Gate
경이 너무 작아서 과다한 사출 압력이 필요하며, Gate부 Heater의 신뢰성 결여로 잦은 문제가 발생되고, 또 난연
수지 사용으로 더 많은 문제를 유발 시킴. 따라서 상기 금형을 Direct Gate로 변경하여 양산 작업을 투입함.
Hot Runner System 제작처 : 유도실업(주)
5-2. 2次 適用.('94 - '95 개발 Model)
CNR-2995, CNR-2595, CN-29D70, CF-29C60, CF-29B20, WN-3230 Back Cover등 '94년에서 '95년까지 개발 Model의
금형에 Valve Gate System을 적용하여 양산에 투입 결과 대형 TV Back Cover 생산성 향상에 효과가 있었으나
Hot Runner System의 가격이 너무 고가임.(4점 Gate 기준: 24,000천원-26,000천원)
이 System의 작동 원리는 Gate 부위에 Valve Pin을 설치하여 유압 또는 공압식 Cylinder를 이용하여 Valve
Pin을 In, Out하여 사출시는 Gate를 열고 사출 후에는 Gate를 닫아서 성형하는 방식이므로 Gate를 크게해도
Gate 자국을 깨끗하고 미려하게 처리 가능하고, 저압 사출 성형으로 Cavity 內 응력감소 및 뒤틀림과 내부
Stress를 감소 시킴.
Hot Runner System 제작처 : CANADA MOLD MASTER
5-3. 3次 適用.('96 개발 Model)
WP-4000, PJT-4320, CNR-2997, CNR-2987, CF-29H20, WN-3660 Back Cover등 '96년 개발 Model의 금형에 유도실업의
Valve Gate System을 적용하여 양산에 투입 결과, 초기에는 Flow Mark, Silver Strick등의 많은 문제가 발생
되었으나 시험 적용을 하면서 문제점을 공동의 노력으로 개선하여 원가 절감에 기여 하였음.
Hot Runner System 제작처 : 유도실업(주)
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6. Hot Runner System의 改善 活動 內譯
유도 실업의 Valve Gate System은 CANADA MOLD MASTER사의 Valve Gate System에 適用된 技術을 應用하여 國産化 開發에
成功한 System이나 大刑 外觀 成形品에 適用 實績이 없어서, 實際 適用時 技術的으로 解決 課題가 殘存하는 狀態에서,
當社 TV Back Cover 金型에 試險 適用을 하면서 問題點을 改善하여 開發에 成功함.
6-1. 信賴性 確保를 위한 開發 (유도실업 자체 개선내용)
(1) Heater의 신뢰성 확보
① 내압 1500V 이상을 보증하는 Heater 품질 개선
② 절연 저항 5 Mega Ohm 이상으로 품질 개선
(2) Mainfold의 열 전도율 개선
▷ Seath Heater를 Mainfold에 Molding 시킨후 Silver - Copper Alloy로 Brazing하는 제조 공법 개발로 온도
편차를 ±1% 관리 가능.(Mainfold 자체 온도 관리)
6-2. 使用時 安全을 위한 改善 (사용자의 요구에 의한 개선:당사에서 제의)
(1) Connecting System
▷ Thermocouple과 Heater의 연결을 One Touch Connector화 시켜 배선의 오류를 근원적으로 차단.
(2) Controller의 표준화
▷ 온도 감지대의 온도 편차에 따른 온도 조정 장치를 표준화 시켜 문제점을 사전 예방.
6-3. 實際 適用時 技術的 問題點과 改善 內譯 (당사와 유도실업이 공동으로 문제 해결)
(1) Silver Strick 현상
▷ 최초 가열시 예비 가열(Soft Start)및 온도의 단계적 상승 조정으로 Hot Runner내의 수지 과열및
과열된 수지 잔류 예방.
(2) Flow Mark 현상: Gate 부위에 반경 50㎜-100㎜ 정도의 달무리와 같은 Flow Mark 발생
① 원인 분석
Hot Runner 각 부위의 온도를 실제 측정한 결과 Setting치와 차이가 발생됨. 이는 금속간 접촉에 따른
열 손실 발생.
② 대책 수립
a) 온도 손실부에 대한 보완 가열 설계 System 도입.
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b) 온도 안정 : Hot Runner 수지 회로의 온도 제어를 Hot Runner System과 별도로 관리하던 것을 금형에
조립하고 냉각수가 통과하는 상태에서 온도를 제어하는 개념으로 변경함.
금형에 Hot Runner System을 조립후 전체 수지 회로의 온도 편차를 ±2% 이내로 안정 시킴.
c) 수지 회로의 개선 : 수지의 흐름 통로에 각 진부위 발생으로 흐름을 저해 하므로 수지의 유연한 흐름을
誘導하기 위하여 각진 통로를 Round로 변경함.
d) 성형품 높이 차이로 성형 조건 설정이 어려움 : PJT-4320 Back Cover Top의 경우 성형품의 높이 차이가
심하여 온도 Control 및 성형 조건 Control이 어려워 Mainfold Type을 Ｘ Type에서 Ｈ Type으로 변경.
6-4. 實際 適用時 取扱上 問題點과 改善 內譯(당사의 요구에 의해서 유도실업이 해결)
◈ Hot Runner 부품 조립 및 전기 배선의 어려움과 조립 공차의 문제로 인하여 유발시키던 불량 발생을
유도 모두 System 개발로 문제점을 해결함.
◈ 유도 모두 System이란?
Hot Runner의 모든 부분을 유도 실업이 책임을 지고 배선, 배관, 조립의 모든 부품을 유도 실업에서 조립하여
납품하는 System으로 금형 제작 Maker에서는 Kit化된 Hot Runner System을 표준 가공에 의해서 금형에 Bolt
체결 만으로 조립하여 사용 할 수 있으며, 배선, 배관은 One Touch로 Connecting 됨.
즉 금형을 분해 할 때도 Hot Runner 부분은 분해 할 필요 없이 모두 System만 분리 하면 됨.
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번호
2. 金型 構成의 基本 構造
2-1. Standard Type
명
칭
1
고정측 설치판
2
고정측 형판
3
가동측 형판
4
Core 받침판
5
Spacer Block
6
Ejector Plate上
7
Ejector Plate下
8
가동측 설치판
9
가동측 Core
10
Locating Ring
11
Sprue Bush
12
Guide Pin
13
Guide Pin Bush
14
Sprue Lock Pin
15
Ejector Pin
16
Return Pin
17
Stop Pin
18
19
20
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번호
2-2. Stripper Plate Type(Side Gate)
명 칭
1
고정측 설치판
2
고정측 형판
3
Stripper Plate
4
가동측 형판
5
Core 받침판
6
Spacer Block
7
Ejector Plate上
8
Ejector Plate下
9
가동측 설치판
10
가동측 Core
11
Locating Ring
12
Sprue Bush
13
Guide Pin
14
Guide Pin Bush
15
Guide Pin Bush
16
Sprue Lock Pin
17
Return Pin
18
E.P Guide Pin
19
Ejector Rod
20
19/85
번호
2-3. Stripper Plate Type(Pin Point Gate)
1
명 칭
2
고정측 설치판
Runner
Stripper Plate
3
고정측 형판
4
가동측 형판
5
Core 받침판
6
Spacer Block
7
Ejector Plate上
8
Ejector Plate下
9
가동측 설치판
10
가동측 Core
11
Locating Ring
12
Sprue Bush
13
Support Pin
14
Support Pin Bush
15
Support Pin Bush
16
Ejector Pin
17
Support Pillar
18
19
Stop Bolt
Runner
Stripper Pin
20
Chain
20/85
번호
2-4. Stripper Plate Type(L-Runner Type)
1
명 칭
2
고정측 설치판
Runner
Stripper Plate
3
고정측 형판
4
가동측 형판
5
Core 받침판
6
Spacer Block
7
Ejector Plate上
8
Ejector Plate下
9
가동측 설치판
10
가동측 Core
11
Locating Ring
12
Sprue Bush
13
Support Pin
14
Support Pin Bush
15
Support Pin Bush
16
17
18
19
20
Ejector Pin
Runner
Ejector Pin
Stop Bolt
Runner
Stripper Pin
Runner Lock Pin
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번호
2-5. 分割型 Type
명 칭
1
고정측 설치판
2
고정측 형판
3
Stripper Plate
4
가동측 형판
5
Core 받침판
6
Space Block
7
Ejector Plate上
8
Ejector Plate下
9
가동측 설치판
10
분할형 Block
11
가동측 Core
12
Guide Pin
13
Guide Pin Bush
14
Guide Pin Bush
15
Angular Pin
16
Stop Bolt
17
Return Pin
18
Sprue Lock Pin
19
Sprue Bush
20
Locating Ring
22/85
번호
2-6. Side Core Type (可動側)
명
칭
1
고정측 설치판
2
고정측 형판
3
가동측 형판
4
Core 받침판
5
Space Block
6
Ejector Plate上
7
Ejector Plate下
8
가동측 설치판
9
가동측 Core
10
Locating Ring
11
Sprue Bush
12
Guide Pin
13
Guide Pin Bush
14
Ejector Sleeve
15
Sleeve Core Pin
16
Set Screw
17
Angular Pin
18
Side Core
19
Stopper
20
Coil Spring
23/85
번호
2-7. Side Core Type (固定側)
명 칭
1
고정측 설치판
2
고정측 형판
3
가동측 형판
4
Core 받침판
5
Spacer Block
6
Ejector Plate上
7
Ejector Plate下
8
가동측 설치판
9
가동측 Core
10
Locating Ring
11
Sprue Bush
12
Guide Pin
13
Guide Pin Bush
14
Ejector Pin
15
Side Core
16
Angular Pin
17
Locking Block
18
Stop Bolt
19
20
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3. 射出機種 및 金型Spec 決定方法
射出機種 및 金型Spec 決定方法은 여러가지 條件을 考慮하여야 하나 一般的으로
金型 締結力과 1回 射出容量 및 金型Size에 의하여 大部分 決定된다.
1. 金型 締結力에 의한 方法
금형 체결력 = {성형품의 투영면적 × 사출압력} ÷ 사출 성형기의 효율
= [{(성형품의 가로 × 세로) × 사출압력} × 형상 난이도] ÷ 사출기의 효율
2. 1回 射出 容量에 의한 方法
사출 성형기의 가소화 능력및 Cylinder 內容積에 의하여 결정하는 방법으로써
성형품의 중량이 사출기의 1회 사출 중량을 초과 할 수 없으며, 가장 이상적으로
성형 조건을 설정하기 위해서는 성형품의 중량이 사출기 1회 사출량의 60-80%
정도의 사출기를 선정하는것이 좋다.
즉 {성형품의 Net중량 + Sprue Runner 중량} ＜ 사출 성형기의 1회 사출량 이며
가장 이상적인 성형조건을 설정하기 위해서는
{성형품 Net 중량 + Sprue Runner 중량} = 사출기 1회 사출량의 60-80%가 좋다.
3. 金型 Size에 의한 方法
금형의 Size와 사출기 형판및 Tie Bar 간격과의 관계로 일정 사출기에 설치 가능한
금형의 Size는 최대가 일변이 사출기 형판 Size 이내이고, 다른 일변이 Tie Bar
간격 이내면 상치 가능하고, 최소 Size는 각 사출기 형식별로 차이가 있으므로
필히 사출기 Catalogue를 참조하여 결정토록 한다.
또한 금형 두께도 사출기 선정의 중요한 요인이므로 사출기 Catalogue를 참조 요망.
上記 事項은 어느 한條件만 滿足해서 되는것이 아니고 세가지 條件을 모두 滿足
하여야 하며, 기타 여러가지 條件을 모두 滿足하여야 하므로 金型 製作 協議時
필히 條件 提示가 先行 되어서 條件에 맞는 金型 製作이 되어야 합니다.
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4. Plastic 金型鋼 種類및 用途
구 분
범용 금형재
고급 금형재
사용 경도
Manufacturer
HRc 9 - 18
(HS 28 - 33)
HRc 25 - 32
(HS 38 - 45)
HRc 30 - 36
(HS 43 - 49)
한국 중공업
HP 1
HP 1A
HP 4
HP 4A
HP 4M
HP 4MA
DAIDO STEEL
PDS 1
PDS 3
PDS 5
KOBE STEEL
KTSM 21
KTSM 2A
KTSM 31
KTSM 3A
KTSM 3M
KTSM 4
KTSM 41
KTSM 40E
KTSM 6UL
KTSM 20
HIT 81
HIT 82
HPM 2
HPM 17
FDAC
HPM 50
PSL
KPM 1
KPM 2
KPM 2S
MITSUBISHI STEEL
M 45VL
MT 50C
MU-M
MU-P
SUMITOMO METALS
SD 17
SD 30
SD 61
SD 80
SD 100
HITACHI METALS
NIPPON KOSHUPA
ASSAB 760
ASSAB
HRc 36 - 45
(HS 49 - 61)
HFS 1
DH2F
HRc 36 - 45
(HS 49 - 61)
HRc 30 - 45
(HS 43 - 61)
HMS 1
개 발 중
NAK 80
NAK 101
KDAS
ASSAB 718
ASSAB HOLDAX
MT 24M
U 630
MEX Super
SD 90
ASSAB 8407
ASSAB STAVAX
26/85
구 분
사용경도
분
류
재 질 ( KS )
범용 금형재
HRc 9 - 18
(HS 28 - 33)
SM 55C 개량
용
도
SCM 440 개량
HRc 30 - 36
(HS 43 - 49)
SNCM 개량
AISIP 20
기계 가공성
기계 가공성
부식 가공성
기계 가공성
부식 가공성
PolyProPylene
PolyStyrene
PolyProPylene
PolyStyrene
AcrylonitrileButadieneStyrene
자동차 범퍼,
라지에타 그릴
Box, OA 기기
Cabinet,
가전제품 금형
형판에 사용.
금형재 특장점
대표적인
사용수지
HRc 25 - 32
(HS 38 - 45)
고급 금형재
자동차가전제품
일반잡화 금형
형판및 형재
OA기기, 정밀
부품용 Base로
사용함.
HRc 36 - 45
(HS 49 - 61)
STD 61 개량
HRc 36 - 45
(HS 49 - 61)
석출 경화강
HRc 30 - 45
(HS 43 - 61)
STS 630 개량
내 마모성
내 질화성
경면 가공성
방전 가공성
내 마모성
내식성
내 마모성
PolyProPylene
PolyStyrene
AcrylonitrileButadieneStyrene
PolyEthylene
PolyStyrene
AS Resin
Acryl Resin
ABS Resin
PS Resin
Nylon Resin
Phenol Resin
Melamine Resin
PVC Resin
Epoxy Resin
PolyStyrene
Phenol Resin
Melamine Resin
자동차 범퍼,
라지에타 그릴
Box, OA 기기
Cabinet,
가전제품 금형
형판에 사용.
자동차 각종
Fastener,
각종 임펠라,
각종 금형의
Slide Core에
많이 사용함.
Acryl Resin
ABS Resin
안경,렌즈,고급 광 Disc,
투명제품및
Compact Disc
대량 양산품을 금형및
생산하는금형의 각종 PVC금형,
성형부에 많이 열경화성 수지
사용함.
사용 금형의
Tape Record
성형부에 많이
Case, 화장품
사용한다.
용기,조명제품,
카메라 본체등
금형의 성형부
에 많이 사용함.
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5. 金型 Cavity 加工方法
射出 成形用 金型의 成形部 즉 Cavity 加工 方法은 加工設備와 鍛造,鑄造,鍍金技術의
發達에 따라 持續的인 變遷을 하였으며 大企業과 中小企業間 加工 設備 差異로 因해
品質上 顯箸한 差異가 있었으나, 現在는 金型 業種이 中小企業 業種으로 成長하면서
品質이 向上되어 日本, 獨逸, 美洲, 中東地域에 金型을 많이 輸出하고 있습니다.
金型 Cavity의 加工 方法은 여러가지가 있을수 있으나 一般的인 方法은 아래와 같음.
1. 手作業 加工法
60년대에 많이 사용하던 방법으로써 Parting Line은 Shaper에 의해서 가공을하고 형삭부는 Drilling M/C을
이용하여 Drilling 작업後 정으로 개략적인 형상을 만들고, 마무리釘 및 줄을 이용하여 형상을 다듬질하고
Sand Paper(沙布)로 최종 사상 작업을하여 Cavity로 사용 하였음.
2. Press에 의한 加工法
70년 초에 많이 사용하던 방법으로써 다수개취 금형을 만들때 수작업으로는 일정한 형상을 만들수 없으므로
마무리 정과 같은 개념의 Master를 만들어 연철에 Hand Press로 눌러서 이것을 가공하여 Cavity로 사용하던
방법으로 당시에 유행하던 아연 합금 Cavity보다는 수명이 길고 사상 작업자의 솜씨에 따라서는 표면 상태도
미려한 성형품을 얻을수 있었음.
3. 亞鉛 合金 Core法
70년 초에 많이 사용하던 방법으로써 다수개취 금형을 만들때 수작업으로는 일정한 형상을 만들수 없으므로
마무리 정과 같은 개념의 Master를 만들어 아연 합금을 주조하여 이를 Cavity로 사용하던 방법으로 별도의
설비없이 손쉽게 일반 금형공장에서 주조하여 사용할 수 있는 잇점은 있으나, 수명이 짧고 표면상태가 미려
하지못한 단점 때문에 니켈 도금법및 Be-Cu Core 사용이 보편화 되면서 사용이 중단된 방법임.
4. 니켈 鍍金 Core法
70년 초에 많이 사용하던 방법으로써 다수개취 금형을 만들때 수작업으로는 일정한 형상을 만들수 없으므로
정교한 형상의 Master를 제작하여 니켈 도금(0.3㎜ - 1㎜)후 동(Cu)재질로 Back Up하여 알루미늄이나 아연
합금으로 보강후 가공하여 Core로 사용하던 방법으로, Press에 의한 가공법이나 아연 합금 Core법에서 나올
수 없는 정교한 형상및 미려한 표면의 성형품을 얻을 수 있는 장점이 있었으나, 수명이 짧고 전문 제작업체가
없었으므로 Core 구입의 불편으로 인해 활성화되지 못하고,소형 Knob류 일부에 사용하다가 Be-Cu Core 사용이
보편화 되면서 사용이 중단된 금형 Cavity 가공 방법임.
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5. 베륨 銅(Be-Cu) Core法
70년 후반기에 많이 사용하던 방법으로 다수개취 금형을 만들때 수작업,Press에 의한 가공법,아연합금 Core법,
니켈도금 Core법과는 비교 할 수 없을 정도의 정밀성과 내구성및 전사성을 갖춘 이 방법이 등장하자 Button류,
Knob류 전체 금형 Cavity를 Be-Cu Core로 사용 할 정도로 획기적인 방법으로 선풍적인 인기를 얻어 현재 많이
사용하는 방법임. 당사에서도 Be-Cu Core를 도입하여 사용하다가 '78년부터 국산이 개발되어 사용 하였음.
Core 가공 방법은 필요한 형상의 정교한 Master를 만들어 일정한 틀에 고정하여 압력 주조로 제작한 다음
Master와 분리후 가공하여 금형 형판에 조립하여 Cavity로 사용 하는 방법임. Be-Cu은 Be 원소 함량에 따라서
275 Be-Cu, 245 Be-Cu등으로 구분하며 Be원소의 함량이 2.75%, 2.45%를 말한다.
6. 니켈 電鑄 Core法
80년 초부터 현재까지 많이 사용하는 방법으로 다수개취의 고급 금형용으로 사용되며, 경면성및 전사성이 매우
우수하므로 Hair Line이나 Spin, Sand Blast, 부식등을 Master에 작업후 도금작업으로 전사가 가능함.
Master 재질은 Be-Cu에서는 합금 공구강을 경화 열처리하여 사용하고 있으나, 니켈 전주에서는 전도성및 경면
사상 작업성이 우수한 동 합금, 은(銀)을 많이 사용하고 있으며 경우에 따라 금(金)을 사용하기도 한다.
Core 가공방법은 상기에 거론한 재질로 Master를 만들고 Master 위에 니켈(Ni) 도금을하여 사용하는데 도금작업
도중 일정 두께(4㎜ 이상)가 될때까지 2-3회 Edge부를 절삭 가공하면서 도금작업을 반복 하여야 한다.
현재 TV금형에는 Knob, Button, Window, Indicator류에 사용하고 있으며, 타 제품에는 CD, LD, CVD등 음향 전달
매체 제작용으로 많이 사용되며, 가죽 무뉘가 있는 자동차 Handle 금형으로도 사용 된다.
전주에 관련된 상세 내용은 다음 Page( 31 ~ 33 Page) 電鑄의 槪要 참조.
7. 放電 加工에 의한 Cavity 加工法
방전 가공은 70년 하반기부터 많이 사용된 방법이나 초기에는 Rib,Core자리,Cavity중 일부분만 가공하는 것으로
국한하여 사용하였으나, 90년대부터는 통 방전 이라하여 흑연 전극을 이용하여 Cavity 형상을 일체형 전극으로
만들어 방전을 실시하는것을 말하며, 방전가공기의 용량에 따라서는 MNT/TV Cabinet, B/Cover 금형도 통방전을
실시 한다.
8. 其他 加工法
기타 Cavity 가공 방법은 여러가지가 있겠으나 NC Milling M/C, Machine Center, Wire Cutter,고속 가공기,
범용 Milling M/C, Lathe, Gun Drilling M/C, Granding M/C등을 이용하여 절삭/연삭가공하는 것이 일반적인임.
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電鑄의 槪要
1. 電鑄의 原理 및 歷史
電籌란 필요 形狀의 Master를 만들고 그 위에 金屬의 顚錯性을 利用한 鍍金作業을 適當한 두께( 4~5㎜)로 實施하고
이를 Master에서 分離하여 金型의 Cavity or Core로 使用하는 方法으로써, 1838年 러시아 Jacobi가 發明 하였고,
英國의 Spencer와 Joredan에 의해 같은 方法이 考案 되었다.
또한 電鑄 鍍金의 材質로는 一般的으로 니켈(Ni)을 많이 使用한다.
2. 電鑄의 用途
電鑄의 用途는 미크론(㎛) 單位까지의 纖細한 部分을 轉寫하는 特性 때문에 金型 分野 및 工業 分野에서도 廣 範圍
하게 使用되고 있다.
2-1. 金型 分野의 適用
금형 분야에서의 전주 Cavity 혹은 Core 적용은 일반 금형에서 가공이 곤란한 Spin, Hair-Line, Sanding 등,
기계가공 및 사상작업이 어려운 형상일때, 전주의 특성으로 가공이 용이한 경우에 사용된다.
또한 천연 소재의 정밀 전사 등으로 전주를 하지않으면 재현이 안되는 분야에 많이 사용되고 있다.
(1) 적용 분야는
① 치수 정도가 높은 부품 → CD, Plastic Gear, 정밀 Cam
② 정밀 광학 부품
→ 안경 Lens, 시계 유리, 유리 부품, Reflector
③ 형태 균일성 요구 부품 → 각종 Knob/Button류, 오르간 Key등
(2) Design 및 제품 설계시 유의 사항
① 면취 부위 표기시 Design을 감안하여 광택 유무 표기 ▶ 예) C 0.5 → Dia Cut 광택
② 무뉘 지정부위 분리선을 명확히 표기
③ 무뉘가 없는 경우 경면 사상 또는 일반 광택을 반드시 구분 표기
④ 섬세한 외관 무뉘(Hair-Line, Spin, Sand)에따라 금형 제작 방식 및 취출 구배 고려
⑤ 측벽 Sanding 무뉘가 있는 경우 최소의 취출 구배를 3。 이상으로 적용
⑥ 부식 무뉘만 있는 경우 금형 Core 재질 명기( Ni 전주, 275 Be-Cu 등 )
⑦ 수축 및 Weld-Line에 유의하여 성형품의 두께는 2㎜ 이하로 하고 Rib의 두께는 성형품
두께의 60% 이내로 한다.
2-2.工業 分野의 適用
각종 장식물, 도장용 Spray Masking Jig, 방전 가공용 전극 등 다양하게 적용함.
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3. 電鑄 成形 工程
Master
電氣 導體
設
黃銅
스텐레스
Fe, Cu
Master
製 作
計
•數 量
•形 狀
•値數 精度
•機械的 性質
•材 料
離型 處理
電
鑄
分
離
仕
上
檢
査
完
成
반복 전주를 할 경우
Master
洗 淨
納
Master
活性化
Master
不導體
2차Master
製 作
粘土,
木型,
石膏
Plastic
Glass
Wax
導體化
•銀鏡處理 還元法
•銀鏡處理 塗裝法
•銀鏡處理 蒸着法
•銅鏡處理
•導電塗料 塗布法
•金屬粉末 塗布法
•黑鉛 塗布法
電
鑄
分
離
仕
上
電鑄 分離用
외곽테 補强
完
檢
品
成
査
4. 電鑄 形狀 設計 參考
D
D
4-1. 凹凸 部位 設計
P ≥ 2.5D
P
Edge부 ＞R 0.1
P ≥ 2D
P
Edge부 ＞R 0.1
4-2. 鍍金 部品의 設計
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
도금 Masking 및 Racking 구조를 감안한 설계를 할것.
불필요한 홈이나 깊은 홈은 피한다.
평면 부위는 가능한한 완만한 R 처리를 한다. → 균일한 도금층을 얻기 위함.
성형부의 Edge는 R 처리를 하여야 전주 도금 및 성형품이 균일한 도금층을 얻을수 있다.
깊이가 깊은 저면부는 Hole을 설치하되 각진 부위가 없도록 한다.
o
Rib는 1 이상 구배 처리와 Corner 부위는 R 처리 한다.
Boss와 장식 문자의 높이는 가능한한 낮게 설계 한다.
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5. 電鑄 金型 製作時 遵守 事項
5-1. 電鑄 Core 斜陽 決定
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
전주
전주
전주
전주
전주
전주
전주
Core의 살 두께는 4.0㎜ 기본으로 한다.
Core 턱걸이 폭은 1.5㎜, 높이는 회전 방지를 위하여 5.0㎜, 4.0㎜로 좌,우를 다르게 한다.
Core에 측면 습합은 없도록 한다.(Ni 전주 Core의 사용 경도는 HRC 15~20 이므로 표면 긁힘 발생)
Core의 수명은 200,000 Shots를 기준으로 한다.
Core와 Runner의 끝단과의 거리는 1~1.5㎜를 유지 하도록 한다.
Core의 상면은 Parting Line 보다 0.02㎜ 낮게 유지 하도록 한다.(Core Parting Line 손상 방지)
Core의 구석살은 제거된 상태에서 면접이 되도록 사양을 결정 한다.
5-2. 電鑄 Core 組立時 回轉 防止
(1) 성형의 모양이 경사진 경우에는 깊이가 깊은 쪽의 턱걸이를 5.0㎜, 그 반대편을 4.0㎜로 한다.
(2) 성형의 모양에 C가 있는 경우에는 C가 있는쪽 턱걸이를 5.0㎜, 그 반대편을 4.0㎜로 한다.
(3) 4 Cavity 이상 이면서 2 열인 경우 성형 깊이가 낮은 쪽을 금형 중심으로 배열 한다.
5-3. 電鑄 金型에서 Gate 選定
(1) 타 부품과 조립성을 검토하여 조립에 영향이 없는 위치에 Gate를 설치 한다.
(2) 도금용 Knob 금형인 경우는 Gate Type을 Side Gate로 하는 것이 도금 작업성이 좋다.
(3) Tunnel Gate로 설치 할 경우 제품 표면에 사출 배압으로 인한 표면 경화 방지 및 사출 배압을 측면으로
분산 할 수 있는 위치에 선정 한다. → 도금 작업에서 불량 방지 및 표면 상태 불량 방지
(4) Gate Size는 가능한한 적게하여 가소화 및 2차 온도를 증가 할 수 있는 구조로 한다.
6. 射出機 選定 및 一般 管理
6-1. 射出機 選定
(1)
(2)
(3)
(4)
제품 용량에 적합한 가소화 능력을 가질것.(사출기 최대 용량의 30~60%선으로 선정하나 60%선이 이상적임)
Cylinder 내에서 수지의 체류 시간을 단축 할수 있는 기계를 선정 할것.(장 시간 체류시 광택도 저하)
사출기의 Screw Type이 고속 사출용 일것.
사출기의 고정측 및 가동측 형판의 평행도가 양호 할것.
6-2. 一般 管理
(1)
(2)
(3)
(4)
사출 양산 작업에 투입하기전 금형을 예열하여 양산 작업 온도에 맞출것.
금형의 Parting Line에 불순물이 없도록 금형을 철저히 관리 할것.
사출시 Gas 발생으로 성형부 표면에 침적 및 부식이 없도록 양산 작업중 정기적으로 세척 할것.
도금용 Knob의 경우 Virgin 수지 사용 및 광택도가 좋은 수지를 선정 할것,
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6. 金型 表面 處理 方法
金型의 表面 處理는 成形品의 外觀 品質을 決定하는 가장 重要한 要所로써 Design의
感覺과 意圖를 反影하고, 射出 成形 作業性 向上과 不良 防止에 도움이 된다.
그 表面 處理의 一般的인 몇가지 方法을 아래에 紹介 합니다.
1. 腐蝕 加工
金型 表面의 腐蝕 加工이란 금형 Cavity 內部를 마무리 仕上 作業 완료후 표면을 미려하게 하거나, 성형품의
성형 결함 제거및 表面 硬度를 향상 시키고 Design 감각을 살리기 위하여 실시하며, 상세한 작업 공정및 소요
시간은 36 Page TV Back Cover 腐蝕 공정및 소요시간 참조.
2. Sand Blast 加工
금형의 표면처리 목적은 부식 가공과 유사하나 성형품의 내 마모성이 약하여 Sand Blast 가공의경우 성형품에
Scratch 발생 가능성이 높으므로 사양 결정시 주의하여 선택한다.
Sand Blast 가공 방법은 Sanding 작업이 필요없는 부위를 철저히 Cover하기 위하여 Tape Masking및 수작업으로
Painting 작업을 하고, Sand Blast 기계내에 장입시켜 Sanding 작업을 행 한다.
Sanding 작업은 금강사 입자를 수압 또는 공압에 의하여 가공면의 표면에 부딪치게하면 가공면의 표면에 요철이
발생되어 성형품의 표면에는 반대 형상의 요철이 성형되게 하며, 요철의 크기 즉 #80, #100, #120, #180, #240
등은 Sanding 작업시 사용하는 금강사의 입자에 의해서 결정 된다.
3. Hair Line 加工
성형품의 표면을 미려하게하고 Design 감각을 살리기 위하여 성형품의 표면에 불규칙한 실금을 일정한 방향으로
형성 되도록하는 작업으로써, 가공방법은 Diamond 입자를 Plate에 접착하여 일정한 압력을 가하여 소재를 이동
시키면 소재에 Hair Line이 발생되게 된다.
이를 금형의 Core로 사용할수 있으나, 대부분의 Cavity면은 오목한 형상이므로 Hair Line 작업을 할수 없으므로
Cavity의 Hair Line부를 Core 처리하거나, 니켈 전주 Master에 Hair Line처리후 전주 도금을하여 이것을 Core로
사용하여 금형을 제작하는 것이 보편적인 방법이다.
또 Hair Line 가공시 전주 Master는 연질이므로 Hair Line 가공에 용이한 점도 있다.
4. Spin 加工
Hair Line 가공과 목적은 같으나 형상은 많은 동심원이 형성된것을 Spin이라 표현을 하며, 주로 원형 제품에
많이 사용되고 가공기는 주로 Lathe를 이용하고 있으며, 금형 Cavity 표면에 직접 가공할 수 있으나, 대부분
니켈 전주 Master에 가공을하고 전주 도금후 이것을 Core로 사용하여 금형을 제작한다.
33/85
5. 鏡面 仕上 加工
금형 표면의 경면 사상 가공이란 금형 Cavity 내부를 마무리 사상 작업시 고 경면을 요구하는 성형품일 경우에
가공하는 방법을 말하며 주로 투명한 성형품이나 성형품의 일부분에 경면 사상을 요구 할 시 적용을 한다.
가공 방법은 성형품의 종류에 따라 다양한 방법이 있으나, 당사 TV 부품인 경우 Indicator,Window Pre-Amp,Knob,
Button류 일부는 니켈 전주Core를 이용하여 금형을 만들고, 기타 투명성형품은 금형재질을 석출경화강인 NAK80
으로 제작하여 경면 사상 작업을 함.
6. PVD Coating 加工
금형표면의 고경도,내마모,내부식을 위하여 절삭공구나 절단공구등의 표면 Coating에 사용하는 PVD Coating을
Engineering Plastic 성형용 금형의 성형부및 습동부,작동부나 Press 금형의 일부에 사용하고 있음.
Coating의 원리는 진공중에서 타겟트 표면에 Arc방전을 일으켜 생성된 Plasma에 반응Gas를 투입하여 금형표면에
고경도,내마모 특성이 우수한 TiN,TiCN,TiAiN 피막을 형성하는 표면처리 기술로써 공구나 금형등의 수명 향상에
효과가 있다.
7. Plasma Spray Coating 加工
섬유산업,우주항공산업,석유화학에서 많이 사용하는 방법이나, Plastic 공업에도 일부 적용 가능성이 있으므로
원리를 소개하면 용사 장치내에서 Plasma 흐름(속도:마하 2, 중심온도:15000℃)중에 분말로된 각종 용사재료를
투입하고 순간적으로 용융 분사시켜 피막을 형성시키는 방법이다.
용사재료는 금속,합금,카바이드,세라믹,시멘트등 다양하며 내마모,내열성,내식성,전기전도,차폐등 다양한 피막
을 얻을수 있으며 용사시 모재의 온도가 60℃이내로 제어되기 때문에 모재의 선택 범위가 넓다.
8. 테프론 Coating 加工
금형의 이형성을 증가 시키기 위하여 금형의 성형면과 습동부에 지구상에 존재하는 물체중 마찰계수가 가장
적다는 불소 수지인 테프론으로 금형의 성형부 표면및 습동부에 Coating하는 방법으로 TV Back Cover 금형에
Test 결과 이형성은 향상 되었으나 Coating의 내구성 문제로 현재는 사용하지 않고있는 방법임.
9. 其他 加工法
그외에 고무금형에서 많이 사용하는 크롬(Cr)도금, 표면경도를 향상시키기위한 경질크롬도금, WS-2000 Coating,
CVD Coating,각종 열처리(질화처리 포함)등의 각가지 표면 처리법이 개발되어 사용하고 있음.
TV Back Cover 전금형에 적용하고있는 부식가공은 상세 작업공정및 14" Back Cover 금형의 부식작업 소요시간을
다음 Page에 기술 하였으므로 참조 바랍니다.
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Back Cover 腐蝕工程 및 所要時間
( 14" 기준 )
작
업
공
정
소요시간
작
업
공
정
소요시간
1. 금형 세척 (신나 사용)
1 Hr
11. 금형 가열(60 - 70℃)
2. 금형 가열 (60 - 70℃)
1 Hr
12. Film 이음새 연결및 수정작업
15 Hr
3. 1차 Masking (부식 안하는곳)
3 Hr
13. 2차 Masking
(1차 Masking과 동일한 방법)
5 Hr
4. 1차 Sand Blast 가공
(감광액 Coating을 위하여)
2 Hr
1 Hr
5. TPR 감광액 Coating 작업
2 Hr
14. 부식 기계내에 삽입하여
부식액을 분사하여 부식 작업
(부식액은 질산,염산등을 배합)
6. 1차 Masking 제거 작업
1 Hr
15. 2차 Sand Blast 가공;무광 상태
(침식된 면을 균일하게 함.)
2 Hr
2 Hr
2 Hr
7. 부식할 면에 Film 부착작업
(부식용 특수 Film 사용)
1 Hr
10 Hr
8. Arc광원기를 사용하여 사진촬영
1 Hr
16. Glass Piece 가공 ; Blast 가공
(무광 상태의 부식면을 반광상태
및 부식면을 균일토록 작업함.)
9. 금형 표면에 Film 제거작업
1 Hr
17. Masking 제거및 세척, 방청처리
10. 현상액을 투여하여 금형면을
현상 작업
1 Hr
T
O
T
A
L
51 Hr
35/85
7. 連系 設計 業務 Flow
'95년 TV OBU에서 大型 射出協力會社와 金型協力會社 및 LG 關聯部署의 合意에 의한 業務 Flow임.
기
설계
자재
획
Mock-Up
개발
품의
품평회
협
력
회
사
추
천
설
구성도 작도
계
시
검토도면출도
개발부품 구상
(E/S)
확정도면출도
금형제작집행품의
구
작
부품개발의뢰
금형 개발 의뢰
도
1
차
조
협력회사
선
정
구
금형 제작
발
주
의뢰서
접 수
면
시
성
사
.
합
도
관련
부서
D
R
협력
회사
회의참석
요
청
-개발 부품 구상이 완료되면
물자개발실은 협력회사를
확정함
-설계도 추천 가능함
1.협력회사선정 기준 (물자)
2.설비및 Capa 분석표(물자)
3.협력회사등급평가표(물자)
검
의
금형재료 준비
황삭 가공
사출/가공방법
검토
- 사출/가공 신기술 검토
- 사출/가공 작업 방법 및
작업성 검토
- 사출기종 결정
1.구조구성검토도면(설계)
2.Mock-Up 제출
(설계)
3.개발 부품 List (설계)
4.신기술 정보
(설계)
5.목표 Cycle Time (설계)
6.목표 재료비
(설계)
-목표CycleTime 검토
-사출예상문제점검토
-가공예상문제점검토
-사출/가공방법 확정
금형확정부
가
공
토
설비 준비
-기존 Acryl
DR 삭제
*도면 합의로
대체
1. 구조구성도면
검토서 (사출)
2.제품도면검토서
(금형)
3.MD설계기준서
(금형)
1.1차시사 측정Data(금형)
2.낙하 진동 Test (설계)
3.사출물,Assy 도면(설계)
4.부자재 부품 도면(설계)
5.인쇄용 Film
(설계)
6.부자재거래선List(물자)
*금형 협력회사에서 실시
36/85
설
계
시
설계
작
E
/
S
2
2
차
(E/S)
기
술
시
P
I
L
O
T
Set 조립
조립성 검토
E
/
S
2
Assy
시
자재
부
사
품
.
관련
부서
검
검
Jig준비
-1차 시사 수정
사항 확인
-조립성 검토
1.사출물검토보고서
(설계)
*금형 협력회사에서
실시
금
단가결정
부
품
검
토
토
협력
회사
F
O
C
U
S
1.사출물검토보고서
(설계)
*사출협력회사에서
실시
Pilot
부품입고
형
승
인
수입검사
회
의
의
Pilot
부품사출
-2차시사수정사항
확인
-사출양산성 검토
P
I
L
O
T
토
회
E/S2
작 (Pilot)
부품사출
-Cycle Time Check
-양산 문제점 파악 및 대책수립
-양산 품질 결정
-Jig 양산성 검토
-후가공 Spec 결정
1.E/S2 부품사출성형검토서 (사출)
2.E/S2 부품 후가공 검토서 (사출)
3.사출성형조건표 (사출)
*주관:사출 협력회사
-Pilot 부품 품질 Check 및 승인
-사출 Cycle Time 확정
-후가공 양산성 검토
-부자재 품질 Check 및 승인
-사출 성형 조건 Fix
-금형 인수 인계
1.Pilot 부품사출성형검토서
2.Pilot 부품 후가공 검토서
3.사출성형조건표
4.금형 취급 설명서
(사출)
(사출)
(사출)
(금형)
*주관:사출 협력회사
37/85
8. 連系 設計 業務 Manual
7번의 連系 設計 業務 Flow에 따라 業務 Manual을 整理하면(MNT OBU Flow는 再 定立이 必要함.)
단 계
업 무
Flow
개 발 품 의
기획
Mock - Up 품평회
설계
시작
(E/S)
내
용
-개발 발의를 한다
-제품 Design 의뢰
-기본 Spec 결정
-제품 Design 검토
-제품 Spec 결정
-협력회사 추천 (설계,물적자원실)
-개발 부품 구상
협력회사 선정
-협력회사 선정기준에 의거 물적자원
개발실에서 협력회사를 선정한다.
구조구성도 D/R
-사출
-사출
-사출
-목표
-목표
/ 가공 신기술 검토
/ 가공 작업방법 검토
기종 결정
Cycle Time 제시
재료비 제시
-검토 도면 출도
-금형 제작 집행 품의
주
관
상품 기획
설 계
참여 부서
개발관련부서
- Mock - Up 제품
- Design 도면
-협력회사 선정기준
개발관련부서
사출협력회사
금형협력회사
- Mock - Up
-구조구성 도면
-검토 도면
설 계
:검토 도면은
확정도면 출도
15일 전까지 출도
금 형 개발
-금형 제작 발주
-금형 재료 준비 / 황삭 가공
고
설계
Design
영업
자재팀 기구Part
설 계
비
금형협력회사
자재팀 기구Part
38/85
단 계
업 무
Flow
도 면 합 의
설계
시작
(E/S)
내
용
주
관
-기존 Acryl D/R 단계는 Skip한다
-회의 소집 통보를 한다 (D-3일)
.일자,장소,참석부서결정
-회의 내용
.도면 합의
.사출 성형성 검토
.후가공 작업성 검토
.금형 Spec 결정
.목표 Cycle Time 결정
.목표 재료비 결정
.시험사출 일정
설 계
-확정 도면 출도
-부품 개발의뢰서 작성 / 배포
설 계
참여 부서
개발관련부서
사출협력회사
금형협력회사
비
고
-구조 구성 도면
검토서
(사출)
-제품도면 검토서
(금형)
-MD 설계 기준서
(금형)
* 도면합의는
확정도면 출도
7일전 까지 실시
자재팀 기구Part
사출협력회사
부 품 개 발
-확정 도면
(설계)
.사출물 부품 도면
.Assy 도면
.부자재부품 도면
.인쇄용 Film
-부품개발의뢰서
(설계)
-부자재 거래선 List
(물자)
-1차 시사측정
1차 시사 .검토
-금형 협력회사에서 실시
-금형 개발팀 주관으로 시험사출
입회 및 통보( D-3일)
-사출 생산성 검토
-금형문제점 검토 및 수정
자재팀 기구Part
(금형 협력회사)
설 계
Data
(금형)
-사출성형 조건표
(금형)
-사출성형 검토서
(금형)
-사출물 검토보고서
(설계 -3일이내)
-낙하/진동Test Data
(설계 5일 이내)
39/85
단 계
업 무
Flow
2차 시사. 검토
내
용
-금형협력회사에서 실시
-기구자원개발팀 주관으로
시험 사출입회 통보 (D-3일)
-1차시사 수정 사항 확인
-조립성검토
주
관
자재팀 기구Part
(금형 협력회사)
참여 부서
비
고
사출협력회사
-사출물 검토보고서
(설계)
-사출성형 조건표
(금형)
-사출성형 검토서
(금형)
설
계
수입검사팀
금형 개발팀
금형협력회사
부자재협력회사
-사출물 검토보고서
(설계)
-사출성형 조건표
(사출)
-E/S2 부품 사출
성형검토서 (사출)
-E/S 2 부품후가공
검토서
(사출)
*도면에 만족하는 부품의 사출이 가능한
단계를 2차 시사라 정한다.
설계
시작
(E/S)
E/S2부품사출
검토
E/S 조립
-사출 협력회사에서 실시
-기구자원개발팀 주관으로 사출 입회
통보(D-3일)
-2차시사 수정 사항 확인
-사출 양산성 검토
.Cycle Time
.사출성형 조건
-후가공 Spec 결정
.Jig 양산성
.부자재 품질 확인
- Engineering Sample 조립 및 검토
자재팀 기구Part
(사출 협력회사)
설 계
개발관련부서
-사출협력회사는
필요時
기구 개발팀에서
참석 요구.
E/S2 Focus회의
40/85
단 계
업 무
Flow
Pilot 부품사출
검토
내
용
-사출 협력회사에서 실시
-기구자원개발팀 주관으로
사출 입회 통보 (D-3일)
-E/S 2 수정사항 확인
-부자재 품질 승인
-사출 성형 조건 Fix
-Cycle Time 확정
-금형 승인 및 인수 인계
주
관
자재팀 기구Part
(사출 협력회사)
참여 부서
설 계
수입검사팀
시작팀
자재팀 기구P.
부자재협력회사
고
-사출성형 조건표
(사출)
-Pilot부품사출
성형검토서 (사출)
-Pilot부품 후가공
검토서
(사출)
-금형 취급설명서
(금형)
-Pilot 부품수입
검사Data(수입검사)
-Pilot 부품에 대한 수입 검사 실시
기술
시작
(Pilot)
비
Pilot부품 입고
-Pilot 부품 시작팀으로 인계
Pilot
조립
Pilot
회의
-Pilot Set 조립 및 검토
사출협력회사
시작팀
개발관련부서
-사출협력회사는
필요時
자재팀 기구P.
에서 참석요구
41/85
9. 射出 成形品의 不良 原因과 對策
射出 成形品에서 發生되는 不良 原因과 對策 및 不良 現狀別 要因을 分析하여 보면
1. 充塡 不足 ( Short Shot )
成形 材料가 Cylinder 內에서 充分히 加熱되지 않았거나 Gate斷面積 不足, 射出壓力 不足 및
金型 溫度가 낮은境遇 金型 內에 材料가 完全히 充塡되지않은 狀態에서 冷却 固化된 現狀을
말한다.
발
생
원
인
방
지
대
책
1-1. 供給 不足 혹은 成形機에 비해
金型 內容積이 過大
(1) 공급 장치를 조절하여 공급량을 늘인다.
(2) 공급 능력 부족이면 외부 윤활제를 사용한다.
(3) 성형기 능력 부족이면 큰 기계에서 성형한다.
1-2. Cavity가 다수일 경우 Runner 및
Gate의 Balance 不良.
成形Balance 不良일 경우도 일부에
充塡 不足이 發生함.
(1) 각 Cavity가 동시에 충전되도록 한다.
(2) 1개 또는 그 이상의 Cavity를 막는다.
(3) 금형상으로 성형 Balance를 조정한다.
1-3. Nozzle의 壓力低下 및 溫度低下
(1) 대형 Nozzle을 사용한다.
(2) Nozzle 온도를 올린다.
(3) Nozzle徑을 Check한다.
1-4. Gate, Runner 또는 Sprue에 冷却
된 材料가 막힘.
(1) Slug Well을 크게한다.
(2) Runner의 끝을 길게 한다.
(3) Gate Runner를 크게 한다.
1-5. 射出 壓力 不足
(1) 사출 압력을 올린다.
(2) 압입 시간을 길게한다..
(3) 후부의 실린더 Heater온도를 조절한다.
(가열 부족이면 마찰로 인하여 압력 손실이 생긴다)
42/85
1-6. 流動 不良
(斷面이 얇거나 材料 固化가
빠르다)
(1)
(2)
(3)
(4)
재료 온도를 올린다.
Cycle Time을 길게한다.
금형 온도를 올린다.
Slug Well을 둔다.
1-7. 金型 溫度가 낮다.
(1) 금형 온도를 높인다.
1-8. 供給量 過剩(摩擦과 材料加熱
不充分으로 壓力低下가 일어난다)
(1) 적정 공급량으로 줄인다.
(2) 적정 온도로 가열한다.
1-9. 停滯 空氣의 壓力(타버림이 있다)
(1) 배기부를 둔다. (금형 PL면에 0.04mm정도의 Clearance를
두고, Air Vent를 필히 설치한다.: ABS, PS 수지의 경우)
(2) 사출 속도를 느리게한다.
(3) 재료 온도를 낮춘다.
(4) 금형 온도를 낮춘다.
(5) 정체 공기가 생기지 않도록 Gate 위치를 선정한다.
(6) Ejector Pin을 국부적으로 가늘게하여 배기를 용이하게
한다.
2. 收 縮(Sink Mark)
射出 成形機에 있어 金型 內의 成形 材料가 冷却되기 前에 Plunger나 Screw가 후퇴하면 金型
內에 一部 眞空이 생겨서 成形品 品質에 나타나는 오목한 現狀 및 두꺼운 살두께부가 冷却 되
면서 體積 收縮에 의한 오목한 現狀을 말한다.
발
생
원
방
인
2-1. 材料의 收縮에 기인하는 것
(1) 살두께, Rib, Boss등
(2) 射出壓力 不足, Pack시간이 짧다.
(3) 材料 및 金型溫度가 높다.
(4) Cavity 內壓力이 낮다.
(1)
(2)
(3)
(4)
지
대
책
설계시 후육부가 발생되지 않도록 Rib, Boss 위치선정.
사출압력 증가 또는 Pack시간을 길게한다.
재료온도나 금형온도를 낮춘다.
필요한 만큼 Gate나 Runner를 크게한다.
43/85
2-2. 成形機에 의한것.
(1) 射出速度가 늦다.
(2) 射出量이 不足하다.
(3) 機械能力 不足하다.
(1) 사출속도를 빠르게 한다.
(2) 사출량을 적정량으로 증가 시킨다.
(3) 대형사출 성형기를 사용한다.
2-3. 突出(Ejector)이 不適正하다.
(1) Ejector Pin을 수직으로 하거나 위치를 변경 시킨다.
3. Crack, Crazing
內部의 應力이나 外部의 衝擊등에 의해 成形品이 깨지는것을 Crack이라 하고, 成形品의 表面에
多數의 실금이나 가늘게 깨지는 現狀(表滅 現狀)을 Crazing이라 한다.
이것은 內部應力이 있는 成形品이 有機 溶劑나 계면 活性劑와 接觸할때 나타나기 쉽다.
발 생
방
원 인
3-1. 機械的 應力에 의한것
(1) 射出壓力이 높다.
(2) 材料溫度가 낮다.
(3) 離型不良,金型設計不良및 調作불량
(4) 離型시 Core부가 眞空이 된다.
(5) 過度한 Pack
(6) 附屬品의 組立取付
(7) 成形品의 設計不良
(8) 金屬의 Insert
3-2. 化學藥品에 의한 침식
(1) Paint나 Lacquer
(2) 溶濟의 蒸氣
(3) 他 樹脂의 移行
지
대
책
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
사출압력을 낮추고 Gate를 적게한다.
재료온도및 금형온도를 올린다.
적정하게 한다.
通氣口를 둔다.
Pack 시간,압력을 조정한다.
부품 조립부에 응력이 생기는 設計를 피한다.
큰두께의 변화, 예리한각, 나사나 기타 응력이 집중하는
設計를 피한다.
(8) 가능한피하고 Insert를 할 경우 내충격성 재료를 혼합한다.
成形後 Annealing을 하고 Insert物을 예열한다.
(1) Annealing 後 使用한다. 침식성이 약한 용제를 사용
(2) 침식성 용제의 증기와 접촉을 피한다.
(3) 이행이 발생되는 타 수지를 混用하여 사용하지 않는다.
3-3. 屋外 暴露
(1) 옥외 사용을 피한다.
(2) 내후성 P.S 수지등의 내후성 수지재료를 사용한다.
3-4. 커다란 溫度變化의 反覆
(1) 내열성 재료를 사용한다.
44/85
4. 氣
泡
熱可塑性 樹脂 成形品의 두꺼운 部分이나 角진 部位에 생기는 成形의 孔削을 氣泡라하며, 이는
成形材料가 Cavity 內에서 固化 收縮할때 中心部의 材料가 不足하여 나타나는 成形缺陷이다.
발
생
원
인
방
지
대
책
4-1. 成形材料의 內部收縮으로 發生됨.
(1) 사출압력을 올리고, 재료온도나 금형온도를 올린다.
(2) Pack 시간을 길게한다.
4-2. 停滯空氣 또는 水分으로 發生됨.
(1) 44Page 충전 부족 1-9. (1)과 같이 처리한다.
4-3. 成形品의 設計不良이 原因임.
(1) 두꺼운 부분이나 급격한 살두께 변화가 없도록 한다.
5. 金型상처, 긁힘상처(Scratch)
金型의 상처가 成形品의 外觀狀에 나타나는 것은 금형상처라 하고, 成形品과 金型이 摩擦되는
面에 나타나는 것을 긁힘상처라 한다.
발
생
원
인
5-1. 金型 不良
(1) 金型面에 Under Cut나 상처가 있다
(2) 壓力이 높아 金型變形
(3) 設計나 操作 不良으로 Knock Out
不充分
(4) Taper (빼기구배) 不足.
(5) 金型 仕上 不良
5-2. 成形品의 溫度가 지나치게 높거나
낮다.
방
지
대
책
(1) Under Cut나 상처를 없애고, 이형이 용이하게 조치한다.
(2) 재질을 경질로 바꾸거나 금형 표면을 열처리하여 경도를
높게한다.
(3) 수리 또는 적정한 조작을 한다.
(4) Taper(빼기구배, 취출구배)를 충분히 준다.
(5) 취출불량과 관련있는 부위는 경면 사상을한다.
(필요시 특수 표면처리를 한다)
(1) 높을 경우에는 Cavity에 붙기쉽고, 낮으면 수축량이 커서
Core에 밀착되므로 성형품이 적정온도가 되도록 조절한다.
(2) Cycle Time을 조절한다.
45/85
6. Weld Line
成形材料가 Cavity 內에서 Core나 Pin 주위를 흐를때 또는 2개 以上의 흐름이 完全히 結合되지
않을때 생기는 Line이다. 이 Line은 Gate로부터 分流가 있는한 Weld Line을 完全히 除去하는
것은 不可能하므로 不良 現狀이 最小限으로 되도록 한다.
발 생
원 인
방
지
대
책
6-1. 成形材料의 流動 不良
(1) 금형온도나 재료온도를 올린다.
(2) 사출속도를 빠르게 하거나 사출압을 높인다.
(3) Nozzle부 온도를 올린다.
6-2. Gate에서 Weld까지 거리가 멀다.
(1) Gate 위치를 변경한다.
(2) Gate 수을 증가 시켜 Weld 부위까지 거리를 조정한다.
6-3. Runner 斷面績 및 Gate數가 적다.
(1) 단면적을 크게하거나 Gate 수를 증가 시킨다.
6-4. 停滯空氣나 揮發物質을 含有하였다.
(1) 44Page 충전불량 1-9. (1)과 같이 처리한다.
6-5. 離型濟를 지나치게 많이 使用한다.
(1) 사용량을 적당히 한다.
6-6. 材料에 의한것
(1) 固化가 빠른材料
(2) 水分을 含有한 材料
(1) 수지 온도및 사출 압력을 높이거나 고화가 늦은 재료로
변경 한다.
(2) 수지 사양에 의한 충분한 건조를 실시한다.
7. 色
얼룩
成形品의 表面에 나타나는 色의 얼룩을 말한다.
발
생
원
인
방
지
대
책
7-1. 樹脂 溫度가 높다
(1) 사출 성형기의 Cylinder 온도를 낮춘다.
7-2. 着色濟나 着色 不良
(1) 착색제를 개선 또는 변경한다.
(2) Mixing Nozzle을 사용한다.
46/85
8. 반짝이(Silver Streak)
成形品 表面에 樹脂의 流動 方向으로 나타나는 銀色의 線이나 球狀의 點을 말한다.
이것은 成形樹脂가 吸濕하였거나 成形 樹脂의 一部 또는 全部가 Cylinder 內에서 過熱되어 分解
Gas 發生시 特히 잘 나타난다.
발
생
원
인
방
지
대
책
8-1. 水分 또는 揮發分을 含有
(1) 성형전에 건조한다.
8-2. 成形機의 能力不足
(1) 용량이 큰 성형기 사용
8-3. 樹脂 過熱
(1) 全體過熱
(2) 不良加熱通에 의한 部分的 過熱
(1) 수지온도를 낮춘다.
(2) 균일하게 가열되도록 한다.
8-4. 金型溫度가 낮다
(1) 금형온도를 높인다.
8-5. 排氣不良
(1) 금형내의 배기를 적절히 한다.
(2) 정체된 공기가 난류없이 배기되도록 Vent위치를 조정한다.
8-6. 亂流에 의한것
(1) 充塡이 빠르다.
(2) Gate 位置 및 크기의 不適當
(3) 成形品의 設計 不良
(1) 사출속도를 느리게 한다.
금형 및 수지온도 낮추고, 사출압력을 낮춘다.
(2) Rib등을 재료가 횡단하여 흐르지않은 위치에 둔다.
(3) 높은 Rib나 살두께의 급격한 변화를 피한다.
8-7. Gate, Runner가 지나치게 적다.
(1) Gate Runner Size를 크게한다.
8-8. Slug Well이 없거나 지나치게 적다.
(1) Cold Slug Well을 설치하거나 크게한다.
8-9. 金型面에 潤滑濟나 水分이 있다.
(1) 성형전에 금형의 성형부를 청결히 한다.
47/85
9. Flow Mark
金型 Cavity에서 成形材料의 흐름자국이 成形品 表面에 남아 外觀狀 缺陷이되는 模樣을 말한다.
발
생
원
인
방
지
대
책
9-1. 金型 溫度가 낮다.
(1) 금형온도를 높인다.
9-2. 材料溫度가 낮다.
9-3. 充塡速度가 늦다.
(1) 수지온도를 높인다.
(2) 사출속도및 압력을 늘인다.
(3) 재료의 비용적을 크게한다.
9-4. 金型內의 冷却水口의 不適正
(1) 수축이 나타나기 쉬운곳이 빨리 냉각되도록 한다.
9-5. Nozzle 孔이 지나치게 적다.
(1) Nozzle 孔을 크게 한다.
9-6. Cushion量 不足
(1) Cushion 量을 증가 시킨다.
9-7. Slug Well이 없거나 너무 적다.
(1) Cold Slug Well을 설치하거나 크게 한다.
10. 휨,굽힘 및 뒤틀림
成形品 內部壓力의 緩和 또는 收縮으로 일어나는 變形을 말한다.
邊에 平行方向의 變形을 휨(Warp), 對角線 方向의 變形을 뒤틀림(Twist)이라 한다.
발
생
원
인
방
지
대
책
10-1. Ejector Pin 位置의 不適當
(1) 수직으로 되도록 위치이동 및 설정위치를 재 조정 한다.
10-2. 冷却 不充分
(1) 금형 체결 시간을 길게 한다.
(2) 수지 온도 및 금형 온도를 적절히 조절한다.
(3) 금형의 냉각을 충분히 한다.
10-3. 殘流應力에 의한것
(1) 금형내의 압력이 높다
(2) 금형내의 유동 불충분
(3) 재료의 가열 부족
(4) Annealing 불량
(1) 사출압을 낮추고 금형온도 및 수지온도를 낮춘다.
Gate를 적게 한다.
(2) 금형및 수지의 온도를 높인다.
(3) Cycle Time을 길게하고 Band Heater를 증가시켜 배치한다.
(4) Annealing을 표준방법으로 한다.
48/85
11. 光澤 不良
透明한 Plastic의 內部나 表面의 不透明한 구름모양 발생및 成形品의 表面이 光澤을 잃은 狀態를
말한다.
발
생
원
인
방
지
대
책
11-1. 潤滑濟나 移型濟를 過多 使用
(1) 적정량 사용및 이형제없이 성형되도록 금형을 수정한다.
11-2. Cavity內의 硏磨나 塗金不良
(1) 충분한 연마나 도금을 한다.
11-3. Cavity 內壁과
(1) 사출 압력을 올리거나 사출 속도를 빠르게한다.
(2) 1 Shot의 수지 공급량을 늘인다.
密着 不良
11-4. 材料 溫度 및 金型 溫度가 낮다.
(1) Cylinder 온도 및 금형 온도를 올린다.
12. 타 버림(燃燒)
成形 材料의 急速充塡으로 Cavity內의 空氣가 빠져나갈 通路을 잃어 瞬間的으로 斷熱 壓縮되어
成形 材料가 검어지는(點, 흐른 자국) 現狀을 말한다.
또 材料가 潤滑濟나 加燃性 揮發分을 含有하고 있는 狀態에서 燃消하여도 같은 現狀이 일어난다.
발
생
원
인
방
지
대
책
12-1. Cylinder內 殘留 空氣의 壓縮.
(1) 사출압을 내리고 수지온도를 Cylinder 온도와 맞춘다.
12-2. 金屬과 樹脂의 摩擦熱에 의한 炭化
(1) 사출압을 내리고 수지온도를 Cylinder온도와 맞춘다.
12-3. 潤滑濟, 移型濟의 過多 使用
(1) 윤활제, 이형제 사용량을 줄이고 금형 성형면을 사상한다.
12-4. 樹脂가 Cylinder內 滯留時間이 길다. (1) Cylinder 후부 온도 조정및 Cycle Time을 빠르게 한다.
12-5. 樹脂의 一部 혹은 全部가 過熱됨.
(1) Cylinder및 수지의 온도를 Check후 낮게 조정한다.
12-6. Air Vent( 排氣 ) 不良
(1) 44Page 충전부족의 1-9 (1)과 같이 처리한다.
49/85
13. Flash (Burr)
金型의 Parting Line이나 Core 자국, Ejector Pin등의 사이로 樹脂가 흘러 들어가 成形品 以外
必要 以上의 얇은膜이나 Edge가 發生되는 것을 Flash or Burr라 한다.
발
생
원
방
인
지
대
책
13-1. 金型 型締結力 不足으로 射出 壓力
에 金型이 물러나면서 벌어짐.
(1) 직압식 기계인 경우는 유압Gauge로 형체결력을 Check함.
(2) Toggle식인 경우는 Toggle이 완전히 펴진 상태에서 금형이
체결되는지 Check후 Stroke를 조정하여 금형이 체결되도록
한다.
13-2. 金型 分離線(Parting Line) 不良
및 金型 加工 不良.
(1)
(2)
(3)
(4)
13-3. 樹脂 溫度 및 金型 溫度가 높다.
(1) 적정온도가 유지되도록 작업조절 및 금형 냉각Line Check
13-4. 供給量 過剩 및 射出壓力이 높다.
(1) 적정 공급량으로 계량을 조정하고 사출압력,속도를 줄인다.
13-5. 成形 Balance가 不良하다.
(1) 금형 상으로 성형이 균일하게 되도록 Balance를 조정한다.
금형의 면접부 면 습합 상태를 Check후 조치
금형 두께가 일정한지 Check후 조치
금형면의 이물질 여부를 확인후 조치
금형 부품의 습동부에 이상 유무를 Check후 조치한다.
14. 離型 不良
成形品이 突出시 發生하는 긁힘, 變形, 白化 現狀등의 不良 現狀을 離型不良이라 한다.
발
생
원
인
14-1. 金型 製作및 金型 狀態 不良
(1) 金型面에 Under Cut 또는 상처
(2) 成形品 突出 勾配 不足
(3) 金型의 成形部 仕上作業 不足
(4) 金型製作,使用부주위로 金型 變形
(5) Ejector 構造의 不良및 配置 不良
방
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
지
대
책
Under Cut또는 상처를없애고 사상작업등 금형수리를 한다.
취출 구배를 보완하여 금형 수리를 한다.
긁힘 발생 금형면에는 경면 사상작업을 한다.
금형 구조 보완및 Inter Lock부 점검, Core 타입부 Check.
금형 개조 및 수정 작업을 한다.
50/85
발
생
방
원 인
지
대
책
14-2. 射出 壓力및 充塡 壓力이 높다
(1) 사출 압력 및 보압, 사출 속도를 줄인다.
(2) 성형 Balance 조정으로 성형 말단부에 미치는 응력이 균일
하게 작용 되도록 금형수정을 한다.
14-3. 成形 作業 條件 設定 不良
(1) 금형온도가 높거나 낮을때 발생되므로 적정 온도 설정 및
Control이 되도록 냉각수 Line 점검과 조정을 한다.
(2) 냉각 Time, Ejecting Time등 Cycle Time를 적정하게 조정
(3) 수지 공급량이 많을경우에 발생되므로 계량 Stroke 조정
참고사항으로 성형不良 現狀別 / 要因別 不良 原因을 分析하여 보면
現狀
要因
射出 成形機
金
型
成形 材料
A. 充塡 不良
1. 사출 압력이 너무 낮다.
2. Cylinder의 온도가 낮다
3. Cylinder or Nozzle이
막혀있다.
4. Nozzle 孔이 너무 작다.
5. 재료의 공급이 적다.
6. Hopper가 막혀 있다.
7. 사출 속도가 너무 느리다.
1.
2.
3.
4.
5.
Gate 위치가 부적당 하다.
Air Vent 방법의 불량
Runner가 너무 좁다.
금형 온도가 낮다.
Cold Slug Well 및 Runner
또는 Gate가 막혀있다.
6. 성형품에 일부 박육부가
있다
1. 유동성이 나쁘다.
2. 윤활제의 부족.
B. 氣泡흠,斑點
1.
2.
3.
4.
1.
2.
3.
4.
5.
1. 유동성이 나쁘다.
2. 습기를 흡수하고 있다.
3. 휘발성 물질을 함유하고
있다.
사출 압력의 부족
사출 속도가 빠르다.
사출의 단절과 계속
가압(보압,형체)시간 부족
Gate 위치의 부적당.
Air Vent 방법의 불량
성형품 두께의 불균일
Runner가 너무 좁다.
성형품을 금형내에서 필요
이상으로 냉각 시켰을때.
51/85
現狀
要因
射出 成形機
金
型
成形 材料
C. 表面 光澤
不良
1.
2.
3.
4.
Cylinder내 가열의 불균일
Nozzle의 일부가 막혀있다.
Nozzle의 지름이 가늘다.
성형품이 성형기의 용량을
초과해 있다.
5. Cylinder의 온도가 낮다.
6. 재료 공급량 부족.
1.
2.
3.
4.
도금 불량
Gate or Runner가 좁다.
Cold Slug Well의 결여.
금형 표면에 물이나 기름이
묻어있다.
5. 금형 온도가 너무 낮다
6. Air Vent 방법이 나쁘다.
1. 습기를 흡수하고 있다.
2. 휘발성 물질을 함유하고
있다.
3. 이물질 혼입으로 오염 되어
있다.
D. Weld Line
1. Nozzle 온도가 낮다.
2. 사출 압력 부족
3. 사출 속도가 느리다.
1.
2.
3.
4.
1. 재료가 너무 빨리 굳는다.
2. 습기를 흡수하고 있다.
3. 윤활제의 불량.
E. Flash
(Burr) 生成
1.
2.
3.
4.
1. 금형 가공및 취급불량으로
1. 재료의 흐름이 너무 잘된다.
Parting Line이 불량하다.
2. 금형에 이물이나 Flash로
완전 체결이 안된다.
3. 금형설계가 불량하여 면접부
가 좁아쉽게 Flash생성.
F. Sink Mark
1.
2.
3.
4.
5.
사출 압력이 너무 높다.
형체결력 부족.
성형재료의 공급량이 많다.
가압(사출압,보압) 시간이
길다
사출 압력 부족
재료 가열 온도가 높다.
사출 속도가 너무 느리다.
재료 공급량의 부족.
성형품이 성형기 용량을
초과 하고 있다.
6. 가압(사출,보압)시간이
짧다.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Gate Runner가 너무 작다.
Gate 위치 부적당.
금형 온도가 너무 낮다.
Air Vent 방법이 나쁘다.
금형온도가 높거나 불균일.
Gate가 너무 좁다.
성형품의 두께가 불균일.
Runner가 너무 좁다.
Nozzle이 너무 가늘다.
Cycle Time이 너무 빠르다.
1. 재료가 너무 무르다.
52/85
現狀
要因
射出 成形機
金
型
G. Sprue 또는
成形品이 金型
에 붙는다.
1. 사출 압력이 너무 높다
2. 재료 공급량이 많다.
3. 수지의 가열 온도가 너무
낮거나 너무 높다.
4. 가압 시간이 너무 길다.
(사출,보압,형체압)
5. 돌출 기구(Ejector장치)가
나쁘다.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Nozzle과 금형의 접합불량.
Nozzle이 Sprue보다 굵다.
Sprue의 구배가 적다.
Sprue Bush에 흠이 있다.
금형 온도가 너무 높다.
Cavity 내면에 흠이 있다.
Cavity의 취출 구배 부족.
Cavity에 Under Cut혹은
모서리가 너무 예리하다.
H. Black Streak
1. Cylinder 속에 탄화된 재료
가 만들어져 있다.
2. Cylinder에 금이가 있다.
3. Nozzle이 잘 맞지 않는다.
4. Hopper부근 냉각 부족
5. Cylinder의 온도가 높다.
1.Cavity에 기름기가 뭍어있다
2.돌출기구(Ejector 장치)에서
기름이 스며 나오고 있다.
成形 材料
1. 윤활제의 부족
1. 분해가 빠르다.
2. 윤활제의 부족.
53/85
10. 輸出金型 決定時 留意事項
1. 輸出金型 Model 選定
1-1. 輸出金型 決定時 Chassis Change 및 斷種
計劃을 勘案하여 Model을 選定하여야 한다.
(關聯部署 合意要望)
1-2. 現地의 射出能力 및 技術程度,後加工 設備도
事前에 Check하고,이에 適合한 Model이 選定
되어야 한다.
1-3. Buyer가 要求하는 Model이라도 射出機Spec,
後加工 問題點을 事前 露出하고, 金型契約을
推進한다.
(1) 사출기 형판의 금형 고정용 Bolt위치 및 Size
( T-Slot 형판인 경우는 T 홈의 위치 및 Size )
(2) Locating Ring Size및 이동측에 적용 여부
(3) Nozzle부 상세 도면(선단부 형상및 R,전진깊이,
Nozzle Size, Nozzle Hole Size )
(4) Ejector Rod 위치 및 Size
(5) 안전문과 형판과의 거리
유압 Clamp에의한 고정 (clamp 사양이 필요함.)
취부구를 이용한 고정 (취부구 사양이 필요함.)
Direct Bolt Clamping.
Quick Die Change System을 이용한 Clamping
(사출업체의 표준사양 입수가 필수임)
2-6. 金型을 射出機에 設置 하는 方法
gr )
2-3. 型締 關係
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
2-4. 金型 Mounting 關係
(1)
(2)
(3)
(4)
2-1. 射出 成形機 Maker 및 形式
2-2. 成形 能力
사출 용적 (㎠)
가소화 능력(㎏/Hr)
사출 압력 (㎏/㎠)
1회 사출량 ( PS:
gr, PE:
최대 금형 두께 ( ㎜ )
최소 금형 두께 ( ㎜ )
Spacer 유무및 Size ( ㎜ )
Ejector Stroke (㎜ )
Ejector Rod 취부 및 구동장치
2-5. 金型을 射出機 型板에 固定하는 方法
2. 射出 成形機 Check 項目
(1)
(2)
(3)
(4)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
금형 체결력 ( Ton )
Tie Bar 간격 : H * V ( ㎜ )
가동및 고정형판 Size : H * V (㎜ )
형체 Stroke ( ㎜ )
형판 최대 간격 ( ㎜ )
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Over Head Crane을 사용하여 금형을 설치.
Chain Block을 사용하여 금형을 설치.
지게차나 중기를 이용하여 금형을 설치.
Conver, 대차등을 이용한 Auto Clamping.
기타 특수한 방법.
★.다양한 형태의 금형설치 방법이 있으므로,사전에
금형설치 이상 유 무를 반드시 Check 하여야 함.
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2-7. 油壓 Cylinder 使用 可能 與否
(1) A,B,C 및 A-B,A-C,B-C 복합 유압회로 사용 여부
(2) 사용 유압 Nipple 형식및 Size
Quick Couppler용일 경우는 Maker, Type,
Size등 필요사항이 상세히 입수되어야 함.
(3) 유압 Cylinder에 사용하는 상용 유압력(㎏/㎠)
(4) Limit Switch 사용 여부및 Type
(5) Limit Switch 선연결 Jack 사용 여부및 Type
2-8. 冷却水 關聯 事項
(1)
(2)
(3)
(4)
냉동기 사용 여부및 상시 사용 온도( ℃)
냉각수 Nipple의 표준화된 사양
Quick Couppler 사용 여부및 Type
냉각수 분배기 사용 여부및 Type
사용할 경우는 분배기용 Plug & Couppler Type,
Size, 사용 Maker를 필히 알아야 함.
3. Buyer 特別 要求 事項
3-1.
3-2.
3-3.
3-4.
3-5.
射出 Cycle Time
金型의 材質 및 硬度
金型의 要求壽命
金型의 Ejector Plate Return 裝置
Ejector Block 및 Ejector Sleeve 使用 與否
및 選好 方法.
(Buyer의 요구 Ejecting 방법)
3-6. Under Cut 處理方法中 射出Maker 選好方法.
(1) 경사핀을 이용한 Slide Core Type
(2) 유압Cylinder를 이용한 Side Core Type
(3)
(4)
(5)
(6)
분할형
내면 Slide Core Type
경사 Ejector Pin or Ejector Block
국부 Air 주입 성형 or Gas Assist Injection의
보유 System 종류및 선호하는 작업 방법.
3-7. Gas Assist Injection 適用 與否
(1)
(2)
(3)
(4)
System의
Buyer or
가장많이
요구하는
Maker
사출Maker의 선호하는 성형 조건
사용하는 Gas Channel의 배치및 Size
Gate Type, 배치, 수량, Size
3-8. Hot Runner System의 使用可能 與否
(1) Hot Runner System 보유 유무
(2) 선호하는 Hot Runner Type
(3) 기 사용중인 Hot Runner Control Box와 공용으로
사용 가능 여부.
(4) 사출기에서 인출된 전원의 전압
(5) 안전규격과 관련하여 특별 규제사항 유무
3-9. 其他 安全 規格및 特別 規制事項.
(전기안전, 금형체결, 성형작업등)
4. 製品의 振動, 落下등 强度試驗 規定을
事前 入手, 問題點 檢討 및 補完對策이
樹立된 狀態에서 金型輸出이 推進되어야,
現地 射出時 問題點을 最小化 할 수 있으
므로 關聯部署의 積極的인 協助가 必要
합니다.
55/85
11. 射出成形의 新工法 適用 現況
射出成形의 新工法은 持續的으로 開發되고 있으며, 使用 目的에 따라 여러가지 形態의
改選이 이루어지고 있으므로, 現在까지 많이 알려진 工法및 向後 適用 可能性이 있거나
推進하여야할 課題의 新工法을 紹介함.
1. 眞空 成形 工法
眞空 成形 工法이란 低壓 射出 成形의 一種으로 射出 成形時 發生되는 Weld Line 및 Flow Mark를
極小化하고 成形品의 內部 Stress와 殘留應力에 의한 變形을 最小化하기 위한 射出成形 工法임.
1-1. 低壓 射出 成形의 種類 및 特徵
(1) Gas Assisted Injection Molding
사출 성형시 발생되는 후육부의 수축방지, 성형품 내부Stress/변형 방지및 구조의 단순화, 강도 보강의
목적으로 사용되는 성형 공법으로써, 성형품의 후육부및 Gas Channel에 질소 Gas를 주입하여 부분적으로
중공을 만드는 성형 공법임.
GAIM 방식에는 각 System 제작 Maker별로 여러가지 장단점과 특징이 있으나 대표적인 방식만 설명함.
① CINPRES System(英國 CINPRES社 개발); 수지충전 Gate와는 별도로 1~다수개의 질소 Gas 주입구를 만들어
성형품 후육부 내부에 질소 Gas를 주입하는 방법으로, 질소 Gas 주입구별로 각각 Control 가능하므로
비 대칭형의 성형품에 적용하는것이 유리하나, 제어방식이 Volume Control 방식이므로 작업조건 설정시
많은 Know-How가 필요하며 질소 Gas 압력을 높힐경우 Control이 용이하다 하여 일본에서는 CINPRES SYS'
사용시 Gas Booster의 압력을 높혀서 사용하고 있다고 함.
② GAIN System(美國 GAIN社 개발); 사출 성형기의 Nozzle부에 질소 Gas 주입구를 만들어 수지와 동일통로로
Gas가 주입되는 System으로 대칭형 성형품에 적용하는 것이 유리하며,CINPRES System에 비하여 Control
범위가 좁지만, 제어방식이 압력 Control방식으로 조작이 간편하므로 미국,일본에서 가장 많이 사용되고
있는 System임.
현재 당사 TV금형에 적용하고있는 System이며 Gas 주입구를 CINPRES와 같은 방식 으로도 사용 가능함.
③ AGI System(日本 旭化成); 日本 旭化成에서 GAIN System의 특허권을 구입하여 자국내 사용 목적으로 제작,
판매하는 System으로 형식은 GAIN System과 동일하나 많이 보완하여 제작 한다고 함.
④ Air Mold System(獨逸 BATTENFELD社 개발); 獨逸의 射出機 제작 Maker인 BATTENFELD사에서 사출기
판매 목적으로 자체 개발한 System이며, 사출기 판매시 특별 사양 부품으로 판매함.
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(2) P.F.P 法(Partial Frame Process)
일본 신일철 화학에서 사출 성형품의 수축 방지를 위해서 개발된 방법으로 살두께가 두꺼운 부분 금형의
Core측에 中空 Pin에 의한 공기 도입 기구를 설치하여 사출후 냉각과정의 초기 단계에서 용융 상태에 있는
수지의 살 두께 內에 Void 핵이되는 소 기포를 강제적으로 발생 시켜서 고화가 느린 후육부에 집중한 체적
수축을 Void의 성장에 의해서 흡수하도록 하여 성형품의 외관에 발생되는 수축 현상을 방지 할 수 있는
System임.
(3) 射出 + 壓縮 成形法
사출기 Maker에서 개발한 성형 방법으로 일반 사출성형보다 30%정도 낮은 압력으로 1차 사출성형후,
성형품 외관에 발생되는 수축및 성형 결함을 압축성형으로 해결하는 System임.
본 성형법 적용이 필요한 제품은 비구면 Lens및 투명한 평판, 평활도가 요구되는 성형품임.
'94년 1월 일본 동경에서 열린 IPF-94에 전시 되었슴.
(4) 低壓 射出機에 의한 低壓射出 成形法
TV Maker인 松下, 금형/사출 Maker인 MUNEKATA, 사출기 Maker인 東芝機械, 昭和電工이 공동Idea로 東芝
(TOSHIBA)機械에서 제작하여, 東北 MUNEKATA에 설치되어 松下 畵旺 4세대인 ∮0.38 Speaker Grille Hole
일체형 29" TV Cabinet를 사출 성형함,('94년 1월 동북 MUNEKATA 방문시 650TOn 저압 사출 성형기에서 松下
29"를 양산작업을 하고 있었슴.)
※ 저압 사출 성형기및 양산 금형의 특징
① 사출압력은 일반 사출기의 1/5인 100㎏/㎠임.(일반 사출성형은 500㎏/㎠임.)
② Tie Bar 간격은 대형 금형을 설치하여 작업 가능토록 650Ton사출기를 1300Ton 기종과 동일함.
③ 낮은 사출 압력에서 사출시 발생하는 성형 결함은 Gas Assisted InJ.으로 보완함.
④ 양산 작업중인 금형 상태를 점검한 결과 금형 구조, 성형 수지, 중량 관리, 성형 조건 Control등 많은
Know-How가 축적 되어야 양산작업이 가능하리라 판단됨.
(5) Gas Vent Box를 利用한 眞空 成形法
금형의 Cavity 내부를 진공상태로 만들어 사출성형하는 공법으로, Cavity 내부를 밀폐하고 진공Pump를 작동
시켜 금형내에 존재하는 공기와 용융수지에서 발생하는 Gas및 수증기를 완전 흡입 제거하므로써,사출성형시
수지유동선단에서 금형내부에 존재하는 압축된 공기의 저항을 극소화하여 저압사출성형을 구현한 System임.
※ Gas Vent Box System의 접근시 외부 환경.
① 특허 분쟁의 심각; GAIM의 GAIN,CINPRES,Air Mold의 특허 분쟁으로 소송 재기되어 법정 투쟁중임.
② 투자 방향의 불투명; 특허 분쟁의 심각으로 이중,삼중의 투자 우려로 투자방향을 결정 못함.
③ 기술적인 Know-How 부족
④ 국내 성공 사례 무; 대형 TV Cabinet에 적용사례 전무로 주변 협력회사(금형,사출) 기반조성이 안됨.
☞ 상기 사항으로 당시 접근이 용이한 Cavity내 진공화를 통한 저압 사출 성형을 접근함.('93년 1월)
57/85
1-2. Gas Vent Box System의 原理
(1) 基本 原理
사출 성형시 발생하는 ① 금형내에 존재하는 공기(대기압;760㎜Hg)
② 부피밀도인 수지 입자 사이의 공기
③ 수지 용융 과정에서 발생하는 Gas
④ 수지에 함습된 수분의 증발 수증기를 배출하므로써,
용융된 수지가 금형내에 충전시 저해요인인 고압으로 압축된 Air 발생을 사전에 방지하고, 성형품 외관품질
저해요인인 Gas및 수분을 제거하여 저압 사출성형이 실현되므로, 사출후 내부응력에 의한 변형을 방지하고,
Weld Line및 Flow Mark를 감소및 사출 Cycle Time도 단축 시킬수있는 성형법이다.
(2) 基本 構造
Vacuum
Shut-Off
Valve
Vacuum
Tank
Vacuum Pump
58/85
(3) Gas Vent Box System의 理論的 背景
① 진공(Vacuum)이란,대기압보다 낮은 상태를 말하며 이러한 진공은 그 정도에 따라서 아래와 같이 분류
되며 Gas Vent Box System에서 사용하는 것은 저진공 범위에 속한다.
구
압
분
저 진 공 (LOW Vacuum)
760 Torr
-
중 진 공 (MID Vacuum)
1 Torr
-
고 진 공 (High Vacuum)
10
-4
Torr
-
초고진공 (EXTRA High Vacuum)
10
-8
Torr
-
력
범
위
1 Torr
100 kPa
-
100
Pa
10
-3
Torr
100
Pa
-
0.1
Pa
10
-7
Torr
0.1
Pa
-
(Less)
10μPa
10 μPa (Less)
ː실제 진공에 사용되는 압력 단위는 Torr가 많이 사용되며, 이것은 ㎜Hg와 거의 동일한 값을 가진다.
② 기압 계산
* 절대 압력이란 완전 진공을 기준으로한 압력이며, Gauge압력이란 대기압을 기준으로한 압력임.
* 절대 압력과 Gauge 압력과의 관계 (표준 대기압을 1.033㎏f/㎤로 지정)
절대압력 = Gauge 압력 + 1.033㎏f/㎤
* 기본식 :
PV = nRT
[ P : 압력
V : 용적(체적)
n : 기체량(질량개념)-- m 으로도 표기함.
R : 기체 상수
T : 온도 ]
* Gas Vent Box System에서의 Mixing시 기압 계산
P₁V₁ +
m₁
P₂V₂
m₂
따라서 Mixing시 압력이
P(V₁+V₂)
=
P
( m₁+ m₂)
일 경우
V₁
P =
(V₁+ V₂)
) * P₁
P₁V₁
m₂
m₁
=
P₂V₂
P₁V₂
범례
P₂V₂
* (1+
여기에서
금형
P₁: 금형내 압력
Tank
V₁: 금형내 공기 용적
m₁: 금형내 기체 질량
P₂: Tank내 압력
V₂: Tank내 공기 용적
m₂: Tank내 기체 질량
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1-3. Gas Vent Box System의 適用 現況
(1) 適用 檢討 內譯
① 금형 구조 검토('93.01 - '93.04)
Sealing 관련 검토
Air Vent 관련 검토
* Sealing 방법 결정
* O-Ring 자리홈 형상 결정
* O-Ring 설치부위 검토및 결정
- Sprue Bushing 자리
- 금형의 Parting Line 외곽부
- Slide Core 자리및 NIPPLE 자리
- Ejector Sleeve & Core Pin 하단부
- Ejector Plate Guide Pin 하단부
- 가동측 설치판의 Ejector Rod 작동 Hole
- Spacer Block 상/하단부( Bolt 체결 내측 )
- 고정측 형판의 각종 Pin류 주위
- 금형외관부 전체에 Air 배출이 없도록 완전 밀폐할것
* Air Venting 방법및 형상 결정
* Air Venting 위치 결정
- 가동측 Core 타입부
- Boss 선단부
- 깊은 Rib 선단부
- Runner 주변부
- 성형 말단부
- Parting Line 전주위
- CPT 형합 E/C 내측부
- Slide Core 말단부
- 기타 Gas 빼기가 필요한 전 부분
② 자료 입수
* 금형 도면 : 일본 금형 제작처에서 입수 ( '93년 6월 ; 32' Wide C-TV Cabinet 금형 )
* 진공 Pump 검토및 견적 입수 ( '93년 6월 )
- 일본 : (株) S.R.C
- 국내 : (株) 대기 산업
③ 금형 구조 확정 ( '93년 8월 )
* 생기센타 창원 금형공장/ 한진공업사 및 금형팀원 공동 참여로 미비사항 보완 및 Spec 확정
④ 적용 Model 선정및 일정 계획
M O D E L
금 형 명
출 도 일
시 사 일
금형 제작처
CP-29C34/36
Cabinet
1993.09.06
1993.11.27
MTC. 창원 금형공장
CN-21B60
Cabinet
1993.09.12
1993.12.10
한진 공업사
CN-21B60
Back Cover
1993.09.12
1993.12.10
한진 공업사
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(2) Gas Vent Box System의 初期 適用 問題點 및 對策
문 제 점
상 세
내 용
개 선
대 책
① 금형 제작공수 과다 소요
* Sealing & Air Vent 관계로 금형 제작 공수 * 추가되는 제작 공수를 상세 분석하여 향후
과다 소요로 개발 일정 지연 (10일간)
개발 Model에 차질 없도록 조치
② 진공 Tank 용적 적음.
* 진공 Tank 용적 계산 착오
- 29" : 뚜렷한 개선 효과가 없었음.
- 21" : 약 10% 정도의 사출 압력 Down
* 진공도 계산 공식에 대입하여 진공도가 90%
이상의 진공 Tank 용적을 설정하여야 20%의
사출압력 Down 효과를 기대 할 수 있슴.
(29"는 538㎜Hg/70%, 21"는 608㎜Hg/80%임)
③ Valve Open Start Time
* 근접 Switch로 적절한 Control 어려움
* 사출기에 직접 연결되는 Relay 방식으로 전환
(3) Gas Vent Box System 適用으로 High Cycle 實現
상기 문제점과 적용 경험을 기초로하여 부서 특A작전 테마를 High Cycle 사출성형으로 생산성 혁신으로 선정
하여 Cycle Time을 65 Sec
40 Sec, 생산성을 1329ea/日
2160ea/日로 목표를 세워 추진 하였으나
Cycle Time 42 Sec, 생산성 2057ea/日 달성함.(CNR-2083 Back Cover)
① 실행 과제및 경과 : 특 A 추진 Process에 의거하여 5개 항목의 실행 과제를 도출하여 추진함.
- 사출 성형성을 고려한 도면 출도 ; CAE의 유동해석, 냉각해석, 변형해석을 근거함.
- 신 금형 냉각 System 개발 ; 일괄적인 水量 Control System에서 Line별 Control System으로 변경함.
- 형내 저압 성형 ; Gas Vent Box System을 적용함.
- 고속 운전에 대응한 금형 강도 ; 금형 부품별 재질 선정및 강도 보강.
- 적정 사출 조건 설정 ; 사출작업의 각 동작별 시간을 분석하고 최적의 조건을 설정함.
② 활동 성과 : 활동 결과 상기와같은 생산성 혁신및 박육 성형으로 성형품의 중량을 10% 절감한 정량적인
효과로 사출 성형품 1개당 414.59원의 원가 절감이 가능하였으며, 아래와같은 정성적인 효과가 발생됨.
* 정성적인 효과
a) 성형기술의 혁신적인 Process 구축
b) 협력회사와 공동으로 문제해결 Skill 향상
c) 삼위일체의 CE 실현 (설계/금형/사출)
d) 사출 성형품 조달의 JIT 대응 체제 구축
e) 팀원의 Project 수행 능력 향상
f) 성형품의 경량화로 환경 보호에 적극적으로 대응.
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2. 塗裝 Less 成形法
射出 成形品의 外觀品質을 向上하기 위해서 實施하는 塗裝은 外觀의 品質向上 및 Design의 儀裝을
높인다. 그러나 塗裝에 의한 環境汚染이나 Recycle 沮害 등 Demerit도 있으며, 原價 節減을 위한
Cost Down을 위해 塗裝 Less의 Needs가 더욱 强하게 要請 되었다.
이에 對應하기 위하여 東北 MUNEKADA는 成形技術, 金型技術, CAE등을 綜合하여 塗裝 Less 成形法
을 開發하게 되었다.
現在까지 開發된 方法은 아래의 2가지 方法이 가장 有力하다.
★ Flow Control에 의한 方法 : 주로 Weld Line을 改善한다.
主要
技術
▷
▷
▷
▷
▷
▷
Gate수, 위치의 최적화
살 두께 분포의 최적화
유동 지원의 최적화
Rib,Boss부의 살 두께, 형상의 최적화
부식 사양 선택의 최적화
성형 재료의 최적화
★ 高溫 射出 成形法에 의한 方法
轉寫성이 優秀하여 外觀 Weld Line이나 Flow Mark, 收縮등의 改善이 可能하다.
要素 技術
成形 材料의 改良
▷ 단열 금형 기술
▷ 저압 성형 기술
▷ Gas 사출 성형 기술
▷ 耐 擦傷性 向上
▷ 制電 방지
▷ 의장성 향상
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2-1. Flow Control에 의한 Weld Line 改善
Plastic 射出 成形品의 外觀 中에서 특히 强度 및 品位를 低下 시키는 것이 Weld Line이다.
따라서 東北 MUNEKADA에서는 金型 內 樹脂流動을 事前 Simulation으로 흐름을 最適化하여
Weld Line을 改善할 方法을 確立 하였다.
(1) Weld Line이란?
Weld Line은 금형 內에서 樹脂흐름 先端이 合流할때 발생하는 홈 형상 혹은 Scratch 모양의 Line이다.
외관을 손상 시킬 뿐만 아니라, 성형품의 강도도 저하 시킨다.
예를 들면
- 다점 Gate의 Gate간 合流부, Hole부에서 樹脂의 흐름이 分岐해서 다시 合流하는 곳.
- 성형품 두께, 형상이 크게 변화하는 곳.
- Rib와 Boss에서 흐름의 방향이 변화한 후 만나는 곳 등.
실제 성형에서는 3차원적으로 복잡한 Weld Line이 발생한다.
(2) Weld Line의 改善
Weld Line은 수지 흐름 선단이 합류하는 곳에 생긴다. 단지 합류 할 때의 각도인 會合角이 크게되면
Weld Line은 발생하지 않는다. 또 會合角은 수지 종류에 따라 다르다.
東北 MUNEKADA에서는 상기 사항을 기초로 많은 Data Base와 CAE에 의한 상세 Simulation 기술로써 수지
흐름을 해석하고 Weld Line이 발생할 위치, 길이를 사전에 예측 합니다.
다음으로 성형품의 Gate, Runner의 조정에 의해 Weld Line이 최대한 나타나지 않게도 하고 적극적으로
만나는 각을 변화 시켜 Weld Line이 생기지 않게 또는 최소의 길이가 되도록 Control 합니다.
(3) Flow Control의 또 다른 效果는
① Flow Mark의 개선
② 색상 차이, 광택의 개선
③ 과압에 의한 내부응력 및 휨, 비틀림 개선
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2-2. 斷熱 金型에 의한 塗裝 Less 成形
(1) 開發 背景
東北 MUNEKADA에서는 각종 塗裝 Less Cabinet 성형방법을 지속적으로 개발한 결과 현재까지
가장 고 품위의 성형품을 얻을수 있는 방법이 (株)太洋 工作所와 공동으로 개발하고 있는
울팍 이라는 단열 금형이라고 밝히고 있다.
(2) 斷熱 金型의 槪要
단열 금형의 구성은 일반금형의 表面에 樹脂의 斷熱層과 그위에 金屬層으로 구성되어 있다.
제작 방법은 Master에 먼저 電鑄에 의한 金屬層을 만들고, 다음에 樹脂層을 형성하며,
銅 재질로 Back Up 한다. 이것을 Cavity로 하여 금형을 만든다.
(3) 斷熱 金型의 作用
充塡된 樹脂는 金型 表面의 斷熱 효과에 의해, 일반 금형에서 볼 수 있는 Skin 층의 형성이
현저하게 늦어진다. 또 수지가 금형 표면에 대한 轉寫性,精密性이 향상 된다.
따라서 Flow Mark, Weld Line,수축 등의 불량 현상을 개선 할 수 있다.
(4) 斷熱 金型의 構成
금속층
수지층
Cavity 표면 구성
동합금
(B/UP)
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2-3. 새로운 低壓 成形法과 金型
(1) 新 低壓 成形法
본 성형법은 사출 성형품의 설계 기술,성형기의 Control법,재료 기술등의 성형 요소 기술을
종합하여 금형내 압력을 저압화 하는 기술이다.
그 결과 종래 성형법에 비하여 성형 압력을 1/6 - 1/4로 절감 가능 하였다.
(일본 통산성 석유 대체 에너지 관련 기술 개발비 보조로 개발함.)
★ 新 低壓 成形法의 長點
① 적은 자원, 적은 에너지
② 사출 성형기의 소형화
③ 금형의 소형화, 고 수명화, 단 납기화
④ 성형품의 박막화, 경량화, 저 Cost화
⑤ 성형품의 불량 해결로 품질 향상(내부응력 감소로 휨, 변형을 해결)
(2) 低壓 成形用 金型
기존 금형은 고압에 견디기 위한 고 강도의 금형 재질 및 구조의 설계가 요구됨.
그러나 저압화가 진행됨에 따라 이전의 금형은 과다 강도의 금형이 되었다.
또한 강성이 약한 알루미늄 금형은 수명이 짧기 때문에 소량 생산에만 가능 하였으나,
현재 저압 사출 성형에서는 알루미늄 금형도 종래의 고 강도 재질과 동일하게 대량 생산에
사용 할 수 있게 되었다.
★ 長點
① 알루미늄등의 약한 재질을 사용 할 수 있으므로 금형 가공시간 단축이 가능하다.
(종래의 1/2 정도)
② 금형중량 경량화 (종래의 1/3 정도)
★ 適用 例 (36" TV Cabinet의 境遇)
구
분
종래 대비
성 형 기
금형 크기
에 너 지
1/4 이하
2/3
2/3
이하
이하
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3. PS에 의한 Metallic 無塗裝 成形
< 자료출처 : KIMURA 공업 >
3-1. 開發 背景
(1) 세계적인 경기불황, Bubble붕괴, 엔고 상황에 대처하기 위하여, 사출성형업체가 생존활동
차원으로 강력히 추진.
(2) 松下로부터 주문 받은 사양대로 제조/판매 형태에서 제안형의 영업활동 방향으로 전환.
(3) 동종업체와 해외업체와의 Cost면에서 경쟁력을 갖추기 위함.
(4) 松下전기의 설계부문, 구매, 공장기술과 동일한 사상에서 개선 추진.
(5) Design-in 사상 도입, End-User인 松下전기와 일체로 활동 개시.
(6) 세계 최초로 PS에 의한 Metallic 무도장 성형 실현.
3-2. Metallic 塗裝Less 技術의 槪要
(1) 종래 도장Less 例 ① CD Radio Cassette : ABS수지
② PMMA계 수지의 고 광택, 고 유동수지가 일반적으로 사용
(2) 槪要 : 低價의 알루미늄편과 PS와의 조합에 의한 저Cost화, 고품위, 고 외관의 Metallic
도장 Less Panel 개발.
3-3. Metallic 塗裝Less Panel의 推進課題
(1) 도장 Less용 PS의 개발
(2) Metallic 착색제의 개발
(3) 유동해석에 의한 Weld-Less 금형의 개발
성형관련 분야
(4) 진공 성형공법과 금형 대응
(5) 도장 Less를 위한 성형조건의 확립
(6) 도장 Less용 PS에서의 인쇄
(7) 도장 Less Panel과 Button과의 일체, Line화 인쇄
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3-4. 開發內容
(1) 塗裝 Less用 PS 樹脂의 開發
<PS수지의 결점>
① PS재의 결점인 기계적강도를 높이기 위해, 부드럽고 큰 고무입자를 사용함에 의해
유동성이 나빠져서 Weld Line이 깊게 형성되어 쉽게 눈에 보임
② 외관적으로 광택이 없고 표면경도가 낮기 때문에 쉽게 표면이 손상됨
도장 Less 부적당
<개발내용>
① Weld Line을 엷게 하기 위한 유동성향상, 기계적강도는 종래품과 동일하게 유지
② 고광택이 필요한 알루미늄편을 함유한 경우는, 수지의 충전시 알루미늄편의 비중이 커서
Weld Line 부근에는 알루미늄편이 적게되고 입자가 서게 되어 Weld Line이 보여 주변이
검게 됨.
③ ABS수지의 경우에도 대단히 어려운 기술임
⒜ Hi-Impact PS 80%를 기본으로 유동성을 떨어뜨리지 않고
표면광택과 擦傷性을 향상시키기 위해, 고무의 중량 평균
입자직경을 1.3㎛으로 하여 경도를 향상시킴.
⒝ 기계적강도의 현상유지를 위하여 架橋度가 높은 고무 채용
⒞ Gas에 의한 외관불량 해소를 위해 유동 파라핀량을 1/2 사용
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(2) Metallic 着色劑의 開發
<도장색과 색배합이 중요>
① 알루미늄편의 직경과 배합량
② 알루미늄편의 종류 - 球狀 알루미늄편 (Weld Line 감소)
③ 麟片狀 알루미늄편 (Cost 저렴)
·입자직경 50㎛
·麟片狀알루미늄
(3) Weld Less를 위한 金型 對應
<도장 Less의 조건>
① Weld Line
② 광택 얼룩
③ Metallic 얼룩등이 없을 것
<금형의 조건>
① 금형재질의 선정
② 수지에 의한 발생 Gas의 제거
③ Burr가 없는 고강도/고정도 금형
·금형온도 높음에 따른
긁힘 대책
·Gas 빼기 대책
- Core재질 : Pocerax-Ⅱ
- 진공성형
④ 일정한 금형온도 유지를 위한 냉각회로의 구성
(4) 成形機의 選定
① 고속 사출에 의한 Weld Line 저감
⒜ 고속사출 : 전단속도 큼→수지점도 저하에 따른 충전시간 단축→휨변형,Burr,Weld Line 감소
⒝ Accumulator사용:금형및 수지에 적합한 속도,위치,압력 설정(다단제어)→외관불량 감소
② 수지의 균일용융
⒜ 가열 실린더내 균일한 수지 용융이 Key Point
⒝ Double Screw사용 → 저온에서도 가소화 가능 → Metallic 얼룩 방지 및 냉각시간 단축
③ 고강성 형체장치
⒜ 고온 금형, 고속/고압 충전, PL면에 실Burr로
⒝ 토글식(Toggle Type) 형체방식 권장
형체력이 상승되는 경향이 있음
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(5) 成形 條件의 確立
① Gate 位置 設定
⒜ 유동 해석에 의한 최적 Gate 위치 결정
⒝ Gate 크기 설정
② 金型 溫度
⒜ 金型 固定側에 온도 조절기 설치
⒝ 金型 可動側에 온도 조절기 설치하여 최적의 조건으로 별도 Control
③ 사출/보압(W-Deck의 충전 패턴)
⒜ 사출 1 단계는 Gate 부근의 Metal 대책으로 저속
⒝ 사출 2.3 단계는 수지온도 저하(금형내)방지를 위해 고속
⒞ 사출 4,5 단계는 Surge압 방지를 위해 저속
⒟ 보압 1 단계는 실Burr 방지와 Skin층이 형성 될 때까지 저속
⒠ 보압 2 단계는 외관, 치수를 해결하기 위해 고속
⒡ 보압 3 단계는 고른 Cavity 내압을 위해 중속으로 함
3-5. 塗裝 Less 適用例와 向後 方向
(1) 오디오,비디오등의 Front Panel에 適用하고 있음.('95.10月 現在基準)
(2) 小型은 오디오 Cassette Cover에 主力함.(生産 數量은 250만대以上 生産 可能)
(3) 材料,金型,成形機Maker와 成形業體가 Project팀으로 構成 活動하였기에 成功 可能하였음.
(4) Panel의 境遇 從來의 塗裝品과 比較 約30% 程度 Cost節減, 生産性 向上을 招來함.
(5) 中小 下請 成形業이 海外로 成形 移轉하는 危機를 多少 막을수 있었던것은 松下電氣 Audio
(事)와 一體로 推進하는 積極的인 Approach의 結果임.
(6) End-User와 協力會社가 連系하여 高 外觀, 高 品位의 成形技術 向上의 努力에 힘씀.
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4. ＰＣＰ 成形 技術
4-1. PCP 成形 技術의 槪要
ＰＣＰ 成形이란 Partial Compression & Vibration Process의 略字로 射出 成形用 金型內에 壓縮
및 振動 Unit를 設置하여 熔融樹脂가 金型 Cavity에서 固化 되기전 즉 射出 充塡 直後나 保壓中에
壓縮 및 振動 Unit를 作動시켜 金型 內에서 Gate를 自動 切斷 및 Hole이나 薄肉部를 成形하는
技術임.
4-2. Gate 切斷 構造
Gate 종류
충전중의 Gate 구조
보압중의 Gate 구조
성형부
성형부
PL
PL
Overlap
Gate
진동 Pin
Gate 부
진동 Pin
성형부
Gate 부
성형부
PL
PL
Side Gate
진동 Pin
Gate 부
Gate 부
진동 Pin
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Gate 종류
충전중의 Gate 구조
보압중의 Gate 구조
성형부
성형부
PL
PL
Sub-Marine
Gate
진동 Pin
Gate 부
진동 Pin
Gate 부
성형부
성형부
PL
PL
Film Gate
Fan Gate
진동 Pin
Gate 부
성형부
진동 Pin
Gate 부
성형부
Disc Gate
진동 Sleeve
Ejector Pin
진동 Sleeve
Ejector Pin
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4-3. 壓縮 成形 構造
용도 구분
충전중의 성형부 구조
수축 방지
성형부
가압 진동
Core Pin
보압/냉각중의 성형부 구조
가압 진동
Core Pin
성형부
Hole 가공
가압 진동
Sleeve
Hole 가공
Ejector Pin
성형부
가압 진동
Sleeve
성형부
가압 진동
Sleeve
Ejector Pin
가압 진동
Pin
Ejector Pin
성형부
가압 진동
Sleeve
성형부
국부 박육 성형
성형부
Ejector Pin
성형부
가압 진동
Pin
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4-4. 加工方法의 長 短點
구
분
장
점
- 설비 투자비가 적음.
- System 제어가 간단함.
- 금형 구조가 간단함.
점
- 동작의 미세 제어가 곤란.
- Gate및 가공치수의 제약이 많음.
- 가공후 Burr 발생이 많음.
단
압축 가공에 의한 방법
압축및 진동에 의한 방법
비
고
- Gate Cut및 형상 가공의 고 정도.
- Ejector 동작과 독립적으로 제어. 日本의 경우
- 다양한 제품/형태에 적용 가능함.
압축/진동에 의한
가공방법 개발이
- 설비 투자비가 높음.
활발하게 진행중임
- 금형 구조가 복잡함.
- 별도의 Unit 설치 공간이 필요함.
4-5. PCP 加工法의 利點
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
금형 내에서 Gate부 절단 가능.
금형 내에서 Weld Line없는 Hole 성형 가능.
금형 내에서 Boss부 수축 방지/ 박육 성형 가능.
고 정도의 가공면과 가공 치수를 얻을수 있음.
성형 조건 설정의 범위를 넓게 할 수 있음.(Gate의 자유도 증가)
4-6. PCP 加工法의 效果
(1) 성형품의 Cost Down 가능.( 10% )
(2) 성형품의 품질 향상.
① Weld Line없는 Hole 성형.
② 박육 성형 가능.
(3) 성형 무인화 실현 가능.
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5. 局部 Air 注入 成形 技術
5-1. 局部 Air 注入 成形 技術의 槪要
局部 Air 注入 成形이란 新日鐵化學의 ＰＦＰ법(Partial Frame Process)을 應用하여 射出
成形品의 收縮 防止를 위한 成形 技術임.
成形品의 살두께가 두꺼운 部分에 中孔 Pin에 의한 空氣 導入器具를 設置하여 射出後 冷却過程의
初期 段階에서 熔融 狀態의 살두께 內에 Void 核이되는 小 氣泡를 發生시키고,이 核을 通하여
高壓의 Air를 供給하므로써 두꺼운 成形部에 集中되는 體積 收縮을 成形品 內部의 中孔이 成長
하면서 外觀 收縮을 防止함.
5-2. 局部 Air 注入 成形 技術의 特徵
(1) 製品 設計
① 성형품 설계의 자유도 향상.
② 박육부와 후육부의 공존 설계 가능.
(2) 金型 設計
① 일반 금형 구조에 크게 영향을 미치지 않음.
② Air Nozzle 설치.
(3) 成形 技術
① Air Unit의 Compact化.
② 厚肉部를 薄肉 成形品의 Flow Leader로 활용 하므로써, 사출압력/성형품 내부압력 감소
③ 거의 모든 수지에 적용 가능함.
④ 기존 사출 성형기로 활용 가능함.
5-3. 局部 Air 注入 成形 技術의 適用
＊상기 기술을 CNR-2997 Back Cover에 적용하여 '96년 9월에 시험사출 하였으나, 中空의
범위가 넓고 Air 압력이 약하여 실패하고 Gas Assist Injection으로 변경 하였음.
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6. ＰＦＰ 成形 技術
6-1. ＰＦＰ 成形 技術 槪要
ＰＦＰ(Partial Frame Process) 成形 技術은 日本 新日鐵化學에서 開發한 成形法으로 射出
成形品의 收縮 防止를 위한 成形 技術임.
成形品의 살두께가 두꺼운部分에 中孔Pin에 의한 空氣 導入器具를 設置하여,射出後 冷却過程의
初期 段階에서 熔融 狀態의 살두께 內에 Void 核이되는 小 氣泡를 發生시켜서 살두께가 두꺼운
部分에 集中되는 固體化에 의한 體積收縮을 成形品 內部의 Void 核이 成長하면서 吸收하기
때문에 外觀 收縮을 防止함.
금형 Cavity
금형 Cavity
Skin 층
금형 Core
금형 Cavity
Skin 층
금형 Core
Point
금형 Core
Skin 층
Point
핵의 성장
6-2. ＰＦＰ 成形 技術의 特徵
(1) 제품 설계
① 성형품 설계의 자유도 향상.
② 薄肉部와 厚肉部의 공존 설계 가능.
(2) 금형 설계
① 일반 금형 구조에 크게 영향을 미치지 않음.
② 氣泡 발생용 中孔 Pin 설치.
(3) 성형 기술
①
②
③
④
성형 조건에 따른 Void 핵 성장 Control
厚肉部를 薄肉 成形品의 Flow Leader로 활용 하므로써,사출 압력/성형품 내부 압력 감소.
거의 모든 수지에 적용 가능함.
기존 사출 성형기로 활용 가능함.
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7. In-Mold 成形 技術
7-1. In-Mold 成形 技術 槪要
Plastic 射出 成形品의 成形 工程과 後加工 處理의 轉寫 裝飾工程을 同時化한 精密轉寫 裝飾
技術로써, 射出 成形時 轉寫 Foil을 金型의 分割面 內에 自動 移送後 射出 成形을 行하므로
成形과 同時에 成形品의 表面 혹은 裏面에 轉寫用 Foil의 Pattern이나 文字등을 一括 轉寫
裝飾하는 成形 技術임.(JAPAN NISSHA Foil의 特許임.)
Base Film
Pattern
轉寫用 Foil
사출성형 전 Foil 이송상태
형 체결 후 사출 성형 중
취출된 성형품
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7-2. In-Mold 成形 技術의 特徵 및 效果
본 성형 기술은 일본 NISSHA Foil에서 개발하여, '84년부터 소형 카셋트 녹음기의 Cover에
적용하여 폭발적인 인기를 얻고 그후 Remocon, Window Deco, Brand Mark, Control Panel등
손이 닿아서 인쇄부 마모가 발생되는 부분에서 裝飾用까지 확대 적용 되었음.
당사의 TV Remocon에도 본 성형기술을 적용코져 '85년 3월에 검토 및 품의 완료 되었으나,
생산 Lot가 소량이므로 Foil 도입문제로 적용이 보류 되었으며, 세탁기에는 많이 적용중임.
그 특징 및 효과는
(1) 품질의 고급화 실현
곡면의 轉寫 裝飾, 腐蝕面, Hair Line면, Dia-Cutting면, Silver 감각, 곡면의 문자
인쇄등이 가능 하므로 획기적인 고급 의장 표현으로 품질의 고급화 실현.
(2) 피 장식물 재질 선택의 자유도
피 장식물의 재질을 용도에 맞게 자유롭게 선택 할 수 있음.
PBT, PP, POM등에는 거의 불가한 장식 효과를 표현 가능 하므로, ABS, PS, PMMA, PBT,
PP, PE, PC, POM등 표현 불가한 재질이 없으므로 성형 재질 선택의 자유도가 향상 됨.
(3) 품질 향상
후 가공 시 발생되는 불량 현상을 완전히 개선한 成形과 轉寫裝飾을 동시에 실시하므로,
후 가공 공정 삭제에 따른 불량율 감소, 정밀도 향상으로 품질 향상에 기여함.
(4) Cost Down
成形과 轉寫공정을 동시에 실시 하므로써 공정 삭제에 따른 원가절감 및 성형 시 Plastic
용융열을 轉寫 裝飾의 Energy로 이용하므로 Energy 절감의 효과도 있음.
(5) 기술적 요점
① 多 色度 Foil의 제작 기술.
② 轉寫 Foil의 정밀 이송및 위치 결정 기술.
③ 금형 설계 및 제작 기술.(Foil Matching, 밀착, 평활도 유지..등)
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8. High In-Mold 成形 技術
8-1. High In-Mold (Thermoject) 成形 技術 槪要
旣存의 In-Mold 成形 技術의 問題點 解決을 위하여 開發된 方法으로 轉寫용 Foil에 柔軟性을
附與하기 위한 Heating裝置 및 Controller를 付着하여 成形部 및 Parting Line이 깊은 部品을
施行 錯誤없이 品質向上에 寄與 할 수 있는 方法임.
本 成形技術을 適用하므로써 깊은 成形品도 무리없이 成形 可能하여 Design의 制約條件을
解消 可能하므로, Design 差別化 實現과 開發 期間 短縮도 可能함.
Base Film
Base Film
轉寫用 Foil
Pattern
기존 In-Mold Foil 이송상태
轉寫用 Foil
Heater
Pattern
High In-Mold Foil 이송상태
8-2. High In-Mold (Thermoject) 成形 技術의 特徵 및 效果
기존 In-Mold 성형의 특징 및 효과와 깊은 부품을 성형 할 수 있는 추가 효과가 있다.
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9. Membrane Insert 成形 技術
9-1. Membrane Insert 成形 技術 槪要
旣存의 High In-Mold 成形 技術을 應用하여 開發된 方法으로 轉寫用 Foil 대체로 高 品位의
Membrane(Laminate)을 射出 成形時 Insert 成形하여 外觀의 高級化 및 信賴性을 向上시킨
成形 技術임.
특히 물을 取扱하는 廚房用品 및 洗濯機의 境遇 Button部의 型內 Embossing 成形으로 水分
浸透를 防止 할 수 있으므로 安定된 品質을 確保 可能함.
9-2. Membrane Insert 成形 技術의 特徵
(1) Button부의 형내 Embossing 성형.
(2) 수지 Flow 조절을 통한 Membrane Fold 방지.
9-3. Membrane Insert 成形 技術의 效果
(1)외관
접착식 Membrane 사용의 경우 고급 외관 품질을 기대하기 어렵고, 염가형으로 보이는
문제를 개선하여 Insert 성형 기술로 외관 품질의 고급화를 실현함.
(2)신뢰성
접착식 Membrane의 경우 Button부에 수분이 침투되는 Claim이 발생 되므로, 이를 개선한
Insert 성형 기술로 Claim을 解消함.
(3)적용 분야
주방용품 및 세탁기 Control Panel, Remocon등
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10. 其他 成形 技術
10-1. ＳＦ成形 技術 槪要
ＳＦ(Structural Foam) 成形 技術이란 ＵＣＣ社에서 開發한 成形法으로 射出成形品의 收縮
防止 및 剛性 補强을 위한 成形 技術이다.
成形品의 剛性 補强을 위하여 厚肉成形品으로 設計하여 金型을 製作하고 使用樹脂에 發泡劑를
添加하여 살두께가 두꺼운部分에 收縮이 發生되지 않도록 金型內部에서 급격한 發泡를 遂行하는
成形法으로 剛性 補强의 長點은 있으나 外觀 品質 低下 및 後工程이 必要한 短點도 있다.
Mold金型의 低發泡 成形法이며 金型構造는 一般 金型과 差異가 없으며,一般 射出機를 使用한다.
10-2. ＣＰＭ 成形 技術 槪要
ＣＰＭ(Counter Pressure Method) 成形 技術이란 ＳＦ 成形法의 短點인 外觀 品質 低下를 防止
하기 위하여 開發한 成形法으로 Skin層은 窒素 Gas를 注入하여 發泡를 抑制하고 Core層은 射出
成形品의 收縮防止를 위하여 發泡가 되는 成形 技術이다.
成形品의 剛性 補强을 위하여 厚肉成形品으로 設計를하고 金型은 Gas 漏出 防止를 위한 密閉
金型을 製作하여 使用樹脂에 發泡劑를 添加하여 살두께가 두꺼운部分에 收縮이 發生되지않도록
成形品 內部 Core層에서는 급격한 發泡를 遂行하고 Skin層은 外觀 品質 向上을 위하여 發泡를
抑制하는 成形法으로 剛性 補强 및 外觀品質 向上의 長點은 있으나,Sealing을 위하여 金型構造
複雜,천천히 發泡를 進行시키므로 成形 Cycle Time이 길어지는 短點이 있으며 別途의
裝備로는Gas 注入機도 必要하다.
他社에서 29"이상 大型 TV Cabinet 金型에 本 工法을 示範 適用 하였으나 Cycle Time 關係로
Gas Assist Injection으로 適用 方法을 變更 하였음.
10-3. 2-Component 成形 技術 槪要
2-Component 成形技術이란 英國ＩＣＩ社/ 獨逸 BATTENFELD社에서 開發한 成形법으로 CPM 成形
法의 短點인 金型構造의 複雜 및 Cycle Time이 길어지는 問題를 補完하여 均一한 量産 作業이
可能하도록 開發한 成形法으로 Skin層과 Core層의 才質을 異種으로 成形하는 技術이다.
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成形品의 剛性 補强을 위하여 厚肉成形品으로 設計를하여 金型을 製作하고 Skin層 使用樹脂는
一般的으로 表面이 美麗한 才質을 使用하고 Core層 使用 樹脂에는 發泡劑를 添加하여 살두께가
두꺼운部分에 收縮이 發生되지 않도록 金型內部에서 급격한 發泡를 遂行하는 成形法으로 剛性
補强및 外觀 品質 向上, Cycle Time 短縮의 長點은 있으나 Cylinder가 2개인 2K 專用 射出機가
必要한 短點도 있다.
他社에서 29"以上 大型 TV Cabinet 金型에 本工法을 示範適用 하였으나 成形 條件 設定의 많은
制約 條件으로 Gas Assist Injection으로 適用 方法을 變更 하였음.
10-4. 2-SHELL 成形 技術 槪要
2-SHELL 成形技術이란 獨逸 BAYER社 및 日本製鋼所에서 開發한 成形法으로 2개의 PART 部品을
融着 工程 대신 樹脂로 再 成形을 하는 技術이다.
部品 接合 剛度 向上 및 Cost Down의 長點이 있으나,專用 射出機가 必要하고 Cycle Time이 增加
하는 短點이 있으며 自動車 部品用인 Air Intake Mainfold에 適用 事例가 있음.
10-5. ＨＥＬＧＡ 成形 技術 槪要
ＨＥＬＧＡ 成形技術이란 美國 HETTINGA社에서 開發한 Gas 成形法의 一種으로 樹脂 內部에
特殊 揮發性 Gas를 注入하여 中空率이 40%이지만 Gas 빼기가 不必要한 成形 技術이다.
長,短點은 一般 Gas 成形과 同一하며 適用 事例는 Handle類와 椅子類에 實績이 있음.
10-6. ＥＸＧＭ 成形 技術 槪要
ＥＸＧＭ 成形技術이란 Gas Injection社에서 開發한 Gas 成形法의 一種으로 樹脂 外部에 Gas
壓力을 傳達하여 中空率 0%로 體積 收縮을 補償하는 成形 技術이다.
成形品의 內部에 Gas Hole 形成없이 成形品의 收縮을 防止 할 수 있는 長點이 있으나, 短點과
適用 事例는 未 把握됨.
10-7. Ｈ²Ｍ 成形(Higher Hollow injection Molding) 技術 槪要
Ｈ²Ｍ 成形技術이란 日本 松下/ 旭 化成에서 開發한 高 中空率의 Gas 成形法으로 金型 內部에
可動形 Core를 設置하여 Gas 注入時 Core가 移動 되면서 高 中空率을 實現한 成形 技術이다.
中空率 85% 實現의 長點과 表面 光澤 차, 金型構造 複雜, 製品構造 限界의 短點이 있으며 TV
받침대로 適用 事例가 있음.
81/85
★ 射出 + 壓縮 成形法 槪要
射出+壓縮 成形法이란
-.일반 사출 성형보다 약 30%의 낮은 사출 압력으로 1차 사출 성형후 성형품 내,외부에
발생되는 수축및 휨, 비틀림등의 성형 결함을 압축 성형으로 해결하는 성형법.
-.본 성형법 적용 부품은 비 구면 렌즈및 박육편 성형에 적용함.
형체후 사출성형 시작
사출 성형 완료
압축 성형 완료
82/85
★ Ｈ²Ｍ 성형(Higher Hollow Injection Molding) 개요
H²M is a new injection molding technoiogy for producing higher-hollow panels
reinforced with internal ribs.
The higher-hollow structure is formed by introducing gas after injecting
molten resin into the cavity, then enlarging the cavity while forming
ribs at specified positions.
Resin Injection;
Resin Charging
Gas Introduction;
Molding Rib and
Hollow Parts
Cavity Enlargement;
Extension of Ribs and
Hollow Structure
83/85
附
錄
本 附錄은 편집자가 TV OBU 設計室 勤務時 推進하던 內容으로써, 결론을 내지못하고
中斷된 Project이나 新 射出 成形법과 金型 新技術을 總合하여 推進하던 內容이므로
射出 成形用 金型 敎育用 책자의 附錄에 適格으로 思料되어 添附합니다.
本 附錄의 內容은 TV Cabinet에 使用하는 Plastic 塗裝을 하지않고 使用 할 수 있는
『 Hi-Touch 外觀 成形技術 開發 』이며, No-Spray(無塗裝) 實現을 위하여 總合的인
技術開發의 課題를 解決하는 過程으로, ‘97년 1월부터 豫備調査에 着手하여 Project
提案書가 承認되어(TV OBU長 決裁: 4/25, MTC 센타장 決裁: 5/2) Project 推進中 여러가지
事由로 인하여 ‘97년 8월 30일 中斷됨.
◈ 技術 開發 內容
-
Weld Line Less를
수축 방지를 위한
Flow Mark Less를
금형 보호를 위한
성형재료(수지)의
고강도, 고정도의
위한 Flow Control 법
Gas Assisted Injection Molding법
위한 고온 성형법
저압 성형법
개선 기술
금형 제작기술 개발
◈ 添附 文書
- 참고용으로 Plastic 도장의 개요를 첨부합니다.
관리번호 : AA2-97022B
등록일자 : ‘97. 5. 6
LG전자 TV OBU
Hi-Touch 외관 성형기술 개발 PJT제안서
PJT Leader : 김한구 선임연
팀 원 : 강승훈 주임연
김철주 주임연
김원대 책임연
손영길 주임연
개발기간 : 1997. 1. ∼ 1998. 7
비
1. 본 부
성
1. 연구개발
승
용
2. 계 약
격
2. 지
인
원
지시사항
1. 승 인
2. 불승인
3. 보 류
검토사항
1.고온, 고속 및 저압 성형의 신 기술 개발임.
(日本 개발중)
객
센 터 장
TV OBU장
김 영조 상무
5/2 결재
허 영도 상무
4/25 결재
전문위원
★ 관련 금형 제작시 금형비 상승 억제는 상호 공동 목표로
별도 협의 활용토록 해야겠습니다.
4/17 전 성규 실장
고
하 광호 전문위원
3/29 결재
PJT Leader
TV 설계실장
전 성규 설계실장
4/17 결재
기구팀장
PJT총괄
한만근 책임
4/1 결재
합의: 금형공장
김
택 부장
3/29 결재
1/25
김 한구 선임
3/28 결재
배성근 선임
4/1 결재
목
차
Champ on정신
국가를 대표하여 세계고객에게 사랑받는 챔피언 LG 전자가 되겠습니다.
목
차
1. Project 개요
1) 개발배경
2) 개발과제
3) 개발목표 및 예상효과
2. 투입자원
3. 개발방법
4. 일정계획
2/25
1. Project개요
1) 추진배경
외관성형품의 Weld-less 성형후 도장공정을 삭제함으로써, 제품 원가절감 및 환경문제에
대응할 수 있는 성형기술 개발로 사업의 경쟁력을 확보함.
Project 추진배경
사업의 경쟁력 확보
선진업체 동향
제품 Trend
1.
2.
3.
4.
저COST화
고성능화
고기능화
Recycle
:
:
:
:
2차 가공공정 생략
소재 균질성, 물성향상
난연화, 도전화
재사용
No-Spray 성형
- TV Cabinet -
국내업체 동향
SS전자
일본업체에서 설비를 포함한 총합적인
성형 기술을 도입 개발 추진 중임.
(TV Cabinet)
3/25
성형/금형/재료/설비업체가 일체로
No-Spray 성형기술 개발에 매진.
◈ 일본 : 25”이하 중소형에 적용
1. Project개요
2) 개발과제
No-Spray의 고품위 성형을 위해서는 Weldline, 수축, Flowmark등의 성형 불량을 해결하는
성형기술이 총합적으로 적용되야 하므로, 현재 개발된 기술은 개선적용하고 개발되지 않은
기술은 선행개발후 제품에 적용하는 방식으로 추진함.
외관불량과 개선공법의 비교
공법
불량내용
유동
제어
부식
Weld
○
△
×
수
△
△
△
○
△
×
△
△
_
_
△
_
×
_
○
_
_
축
轉寫얼룩
광택얼룩
색얼룩
긁
힘
때묻음
○
Gas
타발
Assist
○
_
_
_
개발과제
고온
성형
재료
개선
○
△
△
△
○
△
△
_
△
_
_
_
×
○
_
×
○
Weldless
- Flow Control법
·Gate수 최적화
·Gate위치 최적화
·유동Balance 최적화
·성형두께분포최적화
무수축
- Gas Injection 성형
·Gas Channel 최적화
·성형품 형상 설계
·성형조건 최적화
Flowmarkless
- 고온성형법
·금형온도 급가열/급냉
제어성형기술
- 단열막금형
- 박막전기저항체 가열
- 열/냉Cycle 방식
·Boss,Rib형상 최적화
No-Spray 성형
- TV Cabinet -
TV Cabinet 외관불량내용
·고유동성
·내Scratch성
·Metallic Coloring
·안료/Filler 최적선정
- 형상,입자경,첨가량
·내대전방지 / 내후성
성형재료 기술
4/25
·성형기 저압 Control
-Closed Loop Control
-충진/압축보압 분리
-압축보압공정저압화
저압성형법
·No-weld성형기술
- 금형구조/재질
·No-Burr 금형기술
- 고강도/고정도금형
·표면처리기술
- No-Scratch 부식
금형제작 기술
1. Project개요
3) 개발목표 및 효과
1단계는 선행기술개발로 개발과제에 대한 기술/Process 확보를 하며 2단계는 20”C/A 양산
모델에 적용후 실용화하여 ‘98년 8월부터 확대파급에 의한 Cost Down 및 환경문제에 대응함.
개발목표
1단계
(’97.1
~’97.9)
개발효과
정량적효과
1.표준화 (기존 Model 대상)
• Weldless 성형기술
크 기
• 무수축 성형기술
• 금형제작 기술
확보
Spray비용
생산수량/년
기여금액/년
14”
500원
25만대
125백만원
20”
600원
125만대
750백만원
25”
1,000원
50만대
500백만원
29”
1,600원
50만대
800백만원
2.고온 성형법 개발
• Flowmarkless 성형기술 확보
3. No-Spray 성형 재료 개발
4. 저압 성형기술 개발
• 성형Process 개발
• 성형설비 개조
정성적효과
2단계
(’97.10
~’98.7)
• 양산적용 : 20” Cabinet
(’98.8월 양산모델)
• 부품 Recycling 가능
• Spray공정의 환경문제 해결
5/25
2. 투입자원
1) 팀구성
TV 설계실 기구팀: 배성근 선임
• Project 총괄 / 업무 연결
TV OBU
생산기술센터
성형기술팀 : 김한구 선임
강승훈 주임
김철주 주임
• PJT Leader
• 고온성형기술 개발
• 저압성형기술/ 재료개발
LG화학
설계실 기구팀: 이상철 주임
• 제품개발 / 개발지원
D.제품 연구소: 이수용 주임
• 성형재료 개발
• 성형 CAE / 개발지원
금형설계팀 : 김원대 책임
LG기계
손영길 주임
• 저압성형기 개조
사출 협력회사
• Flow Control기술
• Gas Injection성형기술
• 금형제작기술 개발
• 저압성형기술,시험사출
2) 소요경비
구
분
인경비
(금액단위:천원)
산
24 (M * M)
출
내
× 5,500
역
=
금
132,000
액
132,000
• 시험금형 제작(개조)비
시험연구비
소요경비 212,000천원은
PJT완료후(’98.7) TV OBU로
일괄이체함
20” 양산금형 제작비는 별도협의
• 성형 시험비(재료비 포함)
80,000
• 설비개조비
계
212,000
6/25
개발실패시
- 인 경 비 : 이체하지 않음
- 시험연구비 : 50% 이체함
3. 개발방법
구분
개발과제
Flowmarkless
- 고온성형법
성
형
기
술
팀
성형재료
저압성형법
Weldless
- Flow
Control법
금
형
공
장
무수축
- Gas Injec.
성형
소요기술
발
방 법
• 금형온도 급가열/급냉제어
성형기술
- 단열막금형
- 박막전기저항체 가열
- 열/냉Cycle 방식
성형공법 개발(시험금형)
1. 시험금형제작(Cabinet축소형)
- 박막단열금형(고광택 o r미세부식)
2. 성형시험 및 Data확보
3. Application(20” Cabinet 양산금형)
• 재료개발 기술
- 고유동성/ 내Scratch성
- 내대전방지 / 내후성
- Metallic Coloring
- 안료/Filler 최적선정
1. 재료Test : LG화학
• 성형기 저압 Control 기술
- Closed Loop Control
- 충전/압축보압 분리
- 압축/보압공정 저압화
• 사출성형해석 기술
- Gate수/위치 최적화
- 유동Balance 최적화
- 성형두께분포 최적화
- Boss, Rib형상 최적화
• Gas성형해석 기술
- Gas Channel 최적화
- 성형품 형상 설계
- 성형조건 최적화
• No-weld성형기술
금형제작
개
• No-Burr 금형기술
• 표면처리기술
Co-work
• New Tech.
(대구)
• 현대전주
2.재료분석(일본업체 Sample)
• LG화학 고분자(연)
2. 개발 의뢰
• Daicell화학(일본)
3. 시험분석 및 개선
기존 설비개조
1. 저압성형 Process개발 - MTC보유 LG기계(170Ton) 활용
2. 양산설비 개조 - LG기계(850Ton) or Toshiba (850Ton)
3. 진공성형용 금형Test - (CNR-2083)Back Cover금형 이용
• 협력업체
• LG기계
기존Model대상 최적안 도출
→ 개발대상 모델 적용
1. 기존 양산모델 선정(적용모델과 유사모델)
• TV OBU
2. 해석결과와 양산패턴의 비교분석
3. 해석/양산조건변경후 비교분석
4. 해석Data Base화
• 협력업체
5. Application(20” Cabinet양산금형)
개발Model대상 최적안 도출
1. 금형구조선정
- 금형재질/Gas Venting/냉각구조
2. 고강도/고정도 금형제작
3. No-Scratch 부식기술 개발
7/25
• 부식업체
4. 일정계획
구 분
세부항목
•
•
•
•
•
기술검토
성막기술개발
시험금형제작
시험 및 분석
Process확보
•
•
•
•
•
기술검토
시험설비개조
시험 및 개선
양산설비 개조
Process확보
•
•
성형재료 •
•
•
개발의뢰
샘플분석
개발Spec.결정
개발
시험 및 개선
고온
성형법
저압
성형법
소요기술 선행개발
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
’98
12
양산금형 적용(20”)
1
2
•
•
Gas
•
Injection •
금형제작
•
•
•
•
•
1차해석
비교분석(양산)
2차해석
Data 확보
기술검토
시험금형선정
금형설계
금형제작
시험 및 개선
7
성막Process개발 성막Process확보
기술검토
시험금형제작시험/Data분석
성형시험
20”금형제작
기술검토 시험설비개조
샘플입수 개발
샘플
Spec.
협의
분석
결정
양산설비개조 개선
수지개발
개선
개선
개선
완료
• 기술검토
Flow
• 대상모델선정
Control법
3 ~
기술검토 대상모델1차
선정
기술검토
해석
비교
2차해석Data
분석(양산)
확보
금형 Spec. 금형 금형
시험 금형
시험/분석
선정 결정
분석 수정
개선
20”금형제작
설계 제작
시험/분석
표준화
개선
시험/분석
개선
8/25
표
준
화
／
안
정
화
<유첨> 기술과제별 확보계획
1) 고온성형법
• 1단계 : 시험 금형 제작을 통하여 고온 성형Process 확보 (’97.9월)
• 2단계 : 양산금형 적용 (’98.7월)
투입자원
개발과제
1. 개요
• 금형Cavity면에 단열피막인 수지층(Polyimid)을 형성,
사출충전후 금형표면온도를 높여 수지유동성/금형표면의
재현성 개선
2. 성막Process(1안)
수지층
(Polyimid)
Back up
Core
1. 투입인원 : 2명
2. 금형제작Process 개발
2. 투입공수
3, 고온성형기술 개발
성형부
1. 시험형상 및 금형결정
2. 피막Process 개발
3. 성막Process(2안)
1) 시험금형제작
- 금형제작(Coating)
2) 폐금형개조
- Master Core제작
- Coating, B/U
3) 시험비(재료비포함)
4. 시험,평가 실시
개발기간
5. 성형기술 Data확보
• 1단계 : ’97.1 ~ ’97.9
• 2단계 : ’97.10 ~ ’98. 7
6. 금형제작Process확보
박막금속층
수지층(Polyimid)
10M*M×5,500 = 55,000천원
3. 시험연구비 : 50,000천원
추진내용
박막금속층
투입비용 : 105,000천원
1. 단열피막Coating Process
개발
7. 폐금형 적용/효과확인
Co-work
성형부
• TV OBU
보완점
• 금형공장
• Coating 전문업체(New Tech)
• 금형의 내구성 향상
9/25
• 전주가공업체(현대전주)
고온성형법
Polyimid증착중합법
Process 1안
Process 2안
Master Core Type
금형직접 성막Type
제작공정
검토사항
제작공정
검토사항
• 부식Pattern
1. Master제작
1. Cavity 제작
2. 박막금속층
Coating
• 도금재질 및 두께
• 도금박리성
• 이형성(구배)
3. 박막단열층
Coating
• Polyimid선정
• 피막Process
• 피막두께조정
• 도금층과의 접착성
• Back up 재질
• Back up Size
• 냉각회로 구성
4. Core Back up
(Cavity Core)
• 도금재질 및 두께
• 도금접착성
2. 박막금속층
Coating
• Polyimid선정
3. 박막단열층
Coating
•이형방법
5. 이 형
• 피막Process
• 피막두께조정
• 도금층과의 접착성
특
장
점
징
단
점
• Design 자유도 높음 : 부식Pattern 가능
• 금형수정이 다소 용이함
• 금형비 높음
10/25
특
장
점
• 고광택 제품에 효과큼
• 금형비 낮음
징
단
점
• Design 자유도 낮음 : 부식Pattern 불가
• 금형수정이 어려움
<유첨> 기술과제별 확보계획
2) 저압성형법
MTC 보유 170Ton 성형기로 저압성형Process를 확보한후 TV Cabinet 성형업체의 설비개조를 추진함
개발필요성
일반성형법
장 점
• 단열막 금형구조의 내구성 향상
(고온성형법)
• 고정도 성형품 가능
단 점
• 대형(고가) 사출기 필요
• 큰Size(고중량)의 금형이 필요
• Energy비용이 큼
• 금형파손이 쉬움
• 고압에 의한 성형품 뒤틀림발생
투입자원
투입비용 : 48,000천원
1. 투입인원 : 1명
2. 투입공수(인경비)
6M*M× 5,500 = 33,000천원
개발과제
1. 저압Control법 개발
- 성형Process정립
- 최적 성형조건 도출
2. 설비 개량화 추진
3. 시험연구비 : 15,000천원
• 시험비
• 사출기개조비(170Ton)
개발기간
’97.1. ~ ’97.9
압력Profile비교
금형
내압(㎏/㎠)
추진내용
400
300
Gas성형
200
저압성형
100
사출
Co-work
종래법
보압
냉각
시간
1. 저압성형Process에 관련된
설비조건 파악
2. 성형업체 설비 Spec.조사
3. 성형업체 설비진단/개조
가능성 조사
4. 저압성형 Process 개발추진
- MTC 170Ton 성형기 활용
5. 성형업체 성형기 개조 및
Process 확보
6. 기존금형 시험
11/25
• TV OBU
• 협력업체
(동양산업,금성PL, 유성전자)
• LG기계
Outsourcing
• 東北 MUNEKATA (일본)
<유첨> 기술과제별 확보계획
3) 성형재료 개발
성형재료 개발은 LG 화학과 일본 성형재료Maker(다이셀 화학)와 병행 추진함
추진내용
기존 성형재료 문제점
• 외관 색얼룩발생
- Flow Control만으로 해결곤란
1. 성형재료 입수(다이셀화학,LG화학)
2. 성형재료 비교분석 시험(기존금형)
• Weldline주변 얼룩발생
- 안료, 첨가제 사용시
3. 성형재료 개발
- 성형재료 시험/개질
• 때묻음 발생
- 성형재료 평가(물성,외관,성형성)
투입자원
투입비용 : 22,000천원
개발과제
1. 투입인원 : 1명
2. 투입공수(인경비)
4M*M × 5,500천원 = 22,000천원
성형재료 개발
·고유동성
·내Scratch성
·Metallic Coloring
Co-work
·안료/Filler 최적선정
- 형상,입자경,첨가량
·내대전방지 / 내후성
• LG화학 고분자연구소
• 다이셀화학(일본)
12/25
<유첨> 기술과제별 확보계획
개
4) 금형공장 개발과제
요
Flow Control법
- Weldless 성형
수지유동Balance의 최적화를
통해 Weldline을 최소화
개발과제
추진내용
•
•
•
•
•
Gate수의 최적화
Gate위치의 최적화
유동Balance 최적화
성형품 두께분포의 최적화
Boss,Rib형상의 최적화
• 기존현상분/최적안 도출
• 금형구조 개선
- 폐금형/양산금형 적용
• 성형시험
• No-Scratch 부식기술 개발
Gas Injection 성형
- 무수축
투입자원
Gas성형해석 기술확보
살두께 변화부, Gas Channel부
등에서의 특이한 유동 발생으로
인한 외관불량을 해결함
• Gas Channel 최적화
• 성형품 형상 설계
• 성형조건 최적화
금형제작기술
고속사출에 의한 Burr 및 Gas
발생을 제거하는 금형제작으로
성형품의 외관불량을 해결함
투입비용 : 37,000천원
1.투입인원 : 2명
2.투입공수(인경비)
4M*M×5,500천원=22,000천원
3.시험연구비 : 15,000천원
Co-Work
• 금형구조(Gas Vent)/재질
• TV OBU
• 고강도 및 고정도금형
• 사출성형업체
• No-Scratch 부식기술 확보
13/25
• 부식업체
Hi-Touch 성형 기술
본 Project는 ‘97.6.30까지 추진현황과 7.22 회의록 내용으로 추진중 단열막 금형
기술, 저압 Process 기술개발이 어려워, 일반 고온성형으로 대치하여 금형제작을
추진하고, 본 Project는 ‘97.8.30 중단함.
Hi-Touch 성형 기술 개발 Project
추진 현황 보고
1. 개발 방법
15/25
2. 개발 일정 계획
16/25
3. 개발 추진 현황
1). 고온 성형법
2). 저압 성형법
3). 재료 개발
4. 97.7.22 회의록
14/25
17/25
20/25
21/25
22/25
98/85
1. 개발 방법
구분
개발과제
Flowmarkless
- 고온성형법
성
형
기
술
팀
성형재료
저압성형법
Weldless
- Flow
Control법
금
형
공
장
무수축
- Gas Injec.
성형
소요기술
발
방 법
• 금형온도 급가열/급냉제어
성형기술
- 단열막금형
- 박막전기저항체 가열
- 열/냉Cycle 방식
성형공법 개발(시험금형)
1. 시험금형제작(Cabinet축소형)
- 박막단열금형(고광택 o r미세부식)
2. 성형시험 및 Data확보
3. Application(20” Cabinet 양산금형)
• 재료개발 기술
- 고유동성/ 내Scratch성
- 내대전방지 / 내후성
- Metallic Coloring
- 안료/Filler 최적선정
1. 재료Test : LG화학
• 성형기 저압 Control 기술
- Closed Loop Control
- 충전/압축보압 분리
- 압축/보압공정 저압화
• 사출성형해석 기술
- Gate수/위치 최적화
- 유동Balance 최적화
- 성형두께분포 최적화
- Boss, Rib형상 최적화
• Gas성형해석 기술
- Gas Channel 최적화
- 성형품 형상 설계
- 성형조건 최적화
• No-weld성형기술
금형제작
개
• No-Burr 금형기술
• 표면처리기술
Co-work
• New Tech.
(대구)
• 현대전주
2.재료분석(일본업체 Sample)
• LG화학 고분자(연)
2. 개발 의뢰
• Daicell화학(일본)
3. 시험분석 및 개선
기존 설비개조
1. 저압성형 Process개발 - MTC보유 LG기계(170Ton) 활용
2. 양산설비 개조 - LG기계(850Ton) or Toshiba (850Ton)
3. 진공성형용 금형Test - (CNR-2083)Back Cover금형 이용
• 협력업체
• LG기계
기존Model대상 최적안 도출
→ 개발대상 모델 적용
1. 기존 양산모델 선정(적용모델과 유사모델)
• TV OBU
2. 해석결과와 양산패턴의 비교분석
3. 해석/양산조건변경후 비교분석
4. 해석Data Base화
• 협력업체
5. Application(20” Cabinet양산금형)
개발Model대상 최적안 도출
1. 금형구조선정
- 금형재질/Gas Venting/냉각구조
2. 고강도/고정도 금형제작
3. No-Scratch 부식기술 개발
15/25
• 부식업체
99/85
2. 일정 계획
구 분
세부항목
•
•
•
•
•
기술검토
성막기술개발
시험금형제작
시험 및 분석
Process확보
•
•
•
•
•
기술검토
시험설비개조
시험 및 개선
양산설비 개조
Process확보
•
•
성형재료 •
•
•
개발의뢰
샘플분석
개발Spec.결정
개발
시험 및 개선
고온
성형법
저압
성형법
소요기술 선행개발
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
’98
12
양산금형 적용(20”)
1
2
•
•
Gas
•
Injection •
금형제작
•
•
•
•
•
1차해석
비교분석(양산)
2차해석
Data 확보
기술검토
시험금형선정
금형설계
금형제작
시험 및 개선
7
성막Process개발 성막Process확보
기술검토
시험금형제작시험/Data분석
성형시험
20”금형제작
기술검토 시험설비개조
샘플입수 개발
샘플
Spec.
협의
분석
결정
양산설비개조 개선
수지개발
개선
개선
개선
완료
• 기술검토
Flow
• 대상모델선정
Control법
3 ~
기술검토 대상모델1차
선정
기술검토
해석
비교
2차해석Data
분석(양산)
확보
금형 Spec. 금형 금형
시험 금형
시험/분석
선정 결정
분석 수정
개선
20”금형제작
설계 제작
표
준
화
／
안
정
화
시험/분석
표준화
개선
시험/분석
개선
16/25
100/85
3. 추진 현황
구 분
계 획
세부 추진 항목
•
•
•
•
•
1). 고온(고광택) 성형법
소요기술 선행개발
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
’98
양산금형 적용(20”)
1
기술검토
기술검토
성막기술개발
시험금형제작
시험 및 분석
Process확보
성막Process개발 성막Process확보
시험금형제작시험/Data분석
20”금형제작
성형시험
2
3 ~
7
표
준
화
／
안
정
화
고 광택 성형
기술검토
▶ 기술검토
▶ 성막기술개발
추 진
• Polyimid액 입수(5/29; 1㎏)
• 시험편에 Coating 실시
-.시험편 금형 제작(6/4)
-.희석 용제(DMAC) 구입
-.Coating 장비 준비
-.6/16 Coating 실시(시편:4개,
Spray방식,두께:48㎛,건조)
☞Coating 두께 불균일
☞표면 이물질 접착(건조시)
☞Coating후 경면사상 실시
• 재 Coating 및 무광부식 실시
(7/2 예정)
-.시험편 경면사상(7/4 예정)
• 단열층의 고온성형 시험용 금형
제작완료(7/10 예정)
• 시험용 금형 Coating,경면사상
(7/20 예정)
• 단열성 평가용 내구성 시험기
-.시험기 사용 협의(5/27)
-.450Ton 시험기에서 시험 및
평가 실시(7/30 예정)
성막Process개발
★
★
★
★
★
☆
☆
☆
☆
★
☆
17/25
101/85
3. 추진 현황
구 분
계 획
세부 추진 항목
•
•
•
•
•
1). 고온(고광택) 성형법
소요기술 선행개발
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
’98
양산금형 적용(20”)
1
기술검토
기술검토
성막기술개발
시험금형제작
시험 및 분석
Process확보
성막Process개발 성막Process확보
시험금형제작시험/Data분석
20”금형제작
성형시험
2
3 ~
7
표
준
화
／
안
정
화
고 광택 성형
▶ 시험 금형 제작
시험금형제작시험/Data분석
별도의 시험금형은 제작하지않고
TV공장에서 보유중인 14f10 C/A
금형을 이용하여 시험키로 합의.
• 14F10 금형도면 입수(6/11)
현대전주 → 생기센타
• 14F10 제품도면 발송(6/11)
TV 공장 → 생기센타
★
★
추 진
18/25
102/85
3. 추진 현황
구 분
계 획
세부 추진 항목
•
•
•
•
•
1). 고온(부식) 성형법
소요기술 선행개발
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
’98
양산금형 적용(20”)
1
기술검토
기술검토
성막기술개발
시험금형제작
시험 및 분석
Process확보
성막Process개발 성막Process확보
시험금형제작시험/Data분석
20”금형제작
성형시험
2
3 ~
7
표
준
화
／
안
정
화
부식 Pattern 성형
기술검토
▶ 기술검토
▶ 성막기술개발
추 진
• Coating 업체와 협의
New Tech 상담 가능한 인원이
해외 출장으로 인하여 지연됨.
6월중 일정 재 협의(6/18 실시)
-.세라믹(Zr2O3Y2O3)Coating방법,
시험방법,시료수 결정.
• Ni도금 및 전주가공 가능성
검토차 현대전주 방문(6/28)
-.Master 제작 및 Ni 도금실시
(7/10 예정)
-.세라믹 Coating(7/15 예정)
-.Ni 전주로 B/Up(7/25 예정)
• Al 재료 입수 협의(5/28)
영등포 특수강 이혁제 이사와
면담 및 자료 입수, 발주
(7/12 입고 예정)
• Al 재료 입수후 시험금형 제작
및 Test(제작:7/16,Test:7/25)
성막Process개발
★
★
☆
☆
☆
★
☆입고
☆제작
☆Test
19/25
103/85
3. 추진 현황
구 분
계 획
세부 추진 항목
•
•
•
•
•
기술 검토
시험 설비 개조
시험 및 개선
양산 설비 개조
Process 확보
▶ 기술 검토
▶ 시험 설비 개조
LG기계와 개발 TARGET 설정
추 진
• LG기계와 설비 개조협의(5/27)
-.170Ton 사출Unit Controller
개조 가능성/ 일정 협의
-.850Ton 사출기 개조비
사출 Unit ; 3,000만원
유압 Line ; 2,000만원
T O T A L ; 5,000만원
-.개조 기간 ; 4 개월
• LG기계 개발 여력관계로 개조
작업에 난색을 표명함.
→공식적인 개발 제안이 필요함
2). 저압 성형법
소요기술 선행개발
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
기술 검토
시험 설비 개조
시험및개선
양산 설비 개조
개선 개선
’98
양산금형 적용(20”)
1
2
3 ~
7
표
준
화
／
안
정
화
기술 검토
시험 설비 개조
★
20/25
104/85
3. 추진 현황
구 분
계 획
세부 추진 항목
•
•
•
•
•
개발의뢰
샘플분석
개발Spec.결정
개발
시험 및 개선
▶ 개발 가능성 협의
5/28; LG 화학과 협의
6/4 ; 미원유화와 협의
추 진
• 협의 결과
입본 Daicell 재료 입수즉시
분석후 개발 가능성 타진예,
개발에 의욕적임.
• 전화기에 사용하는 ABS 수지는
6/17 요구 Sample 입수 예정.
-.미원유화와 LG화학에서 동시
ABS(Silver) 개발후 시험사출
및 평가 실시(6/24)
• TV용 PS수지는 6월 말 기무라
공업 출장자 편으로 3㎏ 입수
예정임.(7/2 입수)
▶ Sample 분석
3). 성형재료 개발
소요기술 선행개발
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
’98
양산금형 적용(20”)
1
2
샘플 개발
입수 협의
샘플
분석
Spec.
수지개발
결정
개선
개선
완료
3 ~
7
표
준
화
／
안
정
화
개발 협의
★
★
★Sample입수
★평가
★
샘플분석
수지개발
▶ 수지 개발
21/25
105/85
TV Cabinet Hi-Touch 성형기술 개발 회의
1. 일
2. 장
시 : ’97.7.22(화) 13:00 ~ 14:30
소 : 금형공장 회의실
3. 참석자
- TV설계실
: 배성근 선임
- MTC 연구소 : 하광호 전문위원, 강승훈 주임
- MTC금형공장 : 오흥두 부장, 김영팔 부장, 곽진관 책임, 박형영 과장, 손영길 주임
4. 회의목적
- 현재까지의 진척사항 공유 및 문제점 대책협의
- 향후 추진방향 및 상세일정 설정
5. 회의결과 정리
1) PJT추진팀 명확화 (MTC부분)
PJT Leader : 김 한 구 선임
기술개발(연)
기술개발(연)
팀원:김철주 선임
팀원:강승훈 선임
저압성형법
• 고온성형법
• 재료개발
금형설계팀
팀원:송재종 선임
(손영길 주임)
• Flow Control법
• 진공성형
2) 고온성형법
① 고광택성형과 부식패턴성형중 고광택 성형방법으로 추진함
- 부식구현의 대체방법으로 제품개발시 별도Piece Type으로 개발함
② 14” Fashion TV C/A 시험금형에는 전면은 무광부식으로 측면은 고광택성형방법으로 추진함
- 실패시 ①항의 방법으로 대체함
22/25
③ 고온성형법(Polyimid Coating) 효과분석용 금형 시험결과 F/B : 7/30
④ 고광택성형(Polyimid) 부식가능성 여부 결과 F/B : 7/30
- Polyimid Coating Test시편( 100)에 의한 부식평가
3) 저압성형법
•
•
•
•
•
개조방법
시험처
시험기
개조기간
업무연결
:
:
:
:
:
기존설비에 Accumulator 설치
유성전자 (양산업체)
650Ton (LG기계)
7/23일 별도통보
배성근 선임
4) 재료개발
• 수지명 : HIPS
• 개발업체 : 금호Chemical
• 1차 샘플입수 : 8/20
5) 기 타
• 실패시 비용 40,000천원은 11월말 TV OBU → MTC로 이체함
• 금형공장비용 37,000천원(인경비22,000천원+시험연구비15,000천원)은 PJT완료시 연구소로 이체함.
• 차기회의
- 일 정 : 8/22(금)
- 장 소 : MTC 금형공장 회의실
- 내 용 : 중간보고
첨부 : ① 금형공장 해결 과제 추진 내용
② MTC 연구소 추진실적 및 계획
1부
1부
23/25
Hi-Touch기술과제별 세부 계획 : 금형제작
구
적 용 방 법
분
성형해석
1. 대상금형 : (CN-20A41)Cabinet
Service금형
2. 목표
- Weldline 최소화
- Gas Channel부 無수축
- Gas Channel부 無광택차
3. Output
- Gas성형 최적의 해석Data확보
4. 접근방법
- 성형해석 실시후 금형개조
(일반금형 → Gas Assist금형)
- 시험사출 및 해석결과 비교분석
- 금형수정/시험/분석
- 해석Data 확보
Gas-Vent
(진공성형)
1. 대상금형 : 20” Back Cover
2. 목표
- Weldline최소화
- Gas에 의한 성형불량 해결
3. Output
- 진공성형의 금형내압 분석Data
4. 접근방법
- 진공성형용 금형개조
- 시험사출/내압측정비교
세 부 내 용
담당자
1. 제번확보: 7TMZ090C
기술영업
2. 제품 Modeling
박의성
3. 1차해석실시
강동우
- Gas Channel부 광택차해석
- WeldLine 해석실시
- Gas Channel부 수축해석
- 종합해석
(송재종,손영길,강동우)
4. 금형도면 수정
손영길
5. 금형가공
김명규
- Core P/G실시
- Gate구조 변경(별도Core)
손영길
- Gas Channel설치
윤자봉
- 센서조립부가공/가공완료
윤자봉
6. 금형조립 및 사상
송완순
7. 1차시험사출
하창식
8. 분석 및 평가
강동우
9. 2차해석실시
강동우
10.금형수정 및 2차시사출
하창식
11. 2차 해석 결과 보완
강동우
12.해석 DATA 확보
(8/30완료) 강동우
7월
5 10 15 20 25
31
8월
5 10 15 20 25 31
7/24
7/31
8/1
P/G 8/8
8/12
8/12
8/13
8/14
8/14
8/16
8/20
8/25
8/28
8/30
1. 금형사전 검토
- 금형분해
- Vent Box 동작확인
강승훈
송완순
송완순
2. 금형도면수정
손영길
8/12
윤자봉
8/14
3. 금형가공
4. 금형조립(센서조립)
송완순
5. 시험사출(1,300톤)
하창식
6. 평가 및 완료
손영길
24/25
9월
5 10
8/11
8/18
8/19
8/22
Hi-Touch 성형기술개발PJT 계획/실적
양산금형 적용(20”)
소요기술 선행개발
’971~4
5
6
7
8
성막Pro. 개발
기
술
검
토
9
10
11
’98 1
12
2
3
4
5
6
7
성막Pro.확보
양산설비개조
재료개발
해석Data확보
금형제작기술개발
수행과제
고광택
성형
고
온
성
형
법 부식
Pattern
성형
저압성형법
재료개발
업 무 계 획
• Polyimid 고온성형법
시험사출 및 평가
7/30
• (CN-14F10)Fashion TV
C/A 시험적용
8/30
금형설계
Coating
조립
및 부식
실
S1
시사출 및
성형Data
금형수정
확보
적
양산안정화
향 후 계 획
완료보고
애로사항
• 시험금형Core Polyimid Coating 실시(7/12) • Coating 고온효과분석(7/25) • 증착중합법 업체
- 금형온도센서 설치(7/23)
Sourcing의 애로
- Spray방식, Coating두께52㎛로 양호함
시험사출(7/24)
• 시험금형 제작완료후 시험대기중
- 분석 및 평가(7/25)
• Fashion TV 시험금형 입고대기중(7/9)
• 증착중합법 검토
• 전주방식에 의한 Coating 7/15
Process 개발
• 세라믹(Zr2O3Y2O3)Coat.시험방법 결정(6/18) • 일정조정
- 세라믹Coating(7/25)
• Ni전주도금 Core입고지연(7/16)
- 동합금B/U 및 이형(7/30)
• Al재료에 의한 고온성형
시험
7/25
• 시험금형 Cavity Core제작완료(7/13)
- (일본)白銅(140*170*43.5)
• 성형효과분석(7/25)
- 시험사출(7/24)
- 분석 및 평가(7/25)
• 170Ton 시험기 개조
• 양산설비 개조확정
7/25
• LG기계 협의(5/27)
- 850Ton 개조비/기간 : 5천만원/4개월
- 개발여력부족으로 추진난색 표명
TV OBU장 → LG기계사업본부장 제안필요
• 양산업체 결정
• 양산업체 조기결정
• 기존설비에 Accumulator설치 • 개조업체 선정
개조로 전환
• 강제Gas 빼기,Gate 위치
• 성형재료 개발
9/10
• 금호Chemical 개발의뢰
- ABS개발시 적극적이고 품질이 높음
• 입수(일본)수지 분석요청
및 1차샘플입수(8/10)
Flow Con. • 성형해석실시
Gas Inj.
금형제작
일정
제품검토
• 진공성형 Data확보
6/30
• 미실시
• 20” 일반금형 C/A 시험금형 입고
• 20” B/C 시험금형 입고(진공Box)
25/25
• 별도보고
• 양산금형 적용시
대면적 도금의
가능성 및 신뢰성
• 개발비용 초과
예상
(15,000천원 확보
30,000천원 예상)
Plastic 塗裝의 槪要
1-1. 塗料의 定義
一般的으로 常溫에서 流動狀態로 物體의 表面에 塗裝하면 一定時間이 經過한後 乾燥 硬化되어 튼튼하고 彈力性있는
塗膜을 形成하며 物體 를 保護함과 同時에 耐久力을 增加 시키고 物體를 美化하는 性能을 가지고 있다.
♣ 用語 解說
塗裝:塗料를 物體에 칠하는 行爲, 乾燥:塗裝된 塗料가 固化되는 現狀, 塗膜:乾燥된 塗料의 연속 皮膜
1). 塗料의 構成
도막 형성 요소
도막 성분
(불 휘발 성분)
도막 형성 부요소
안
증발 성분
료
투명 도료
착색도료
전 색 제
도막 형성 조요소
ⓐ 도막 형성 요소 : 도막의 주 성분이 되는 물질이며 도료에 따라 단일 물질 혹은 두종 이상 혼합 물질도 있으며,
대개 고분자 물질로 되어 있다.
ⓑ 도막형성 부요소: 도막의 성능을 향상 시킬 목적으로 첨가되는 물질이며, 도막의 성능 향상에 직접적인 관계는
없지만 도료의 성능을 보존하고 향상 시키기 위해 첨가 할 수 잇으며, 부차적으로 도막 성능
을 향상 시키는 역활을 하기 때문에 편의상 도막 형성 부요소로 취급한다.
Ex: 건조제, 경화제, 분산제 등
ⓒ 안
료 : 도막에 색상 또는 불투명성을 부여하며, 도막의 기계적 성질을 보강하기 의해 사용하는 不溶
性 분체이다. Ex: 유기안료, 무기안료, 체질안료 등
ⓓ 도막형성 조요소: 도장할 때 유동성을 증진시켜 도장하기 쉽게 할 목적으로 사용하는 증발성 액체로, 형성된
도막에는 존재하지 않는 물질이다. Ex: 각종 유기용제
ⓔ 전
색
제 : 도료가 액체의 상태로 있을때 안료를 분산 현탁시키는 매질의 부분을 전색제라 하며,액상으로
안료를 결합하여 도막을 고체화하는 성분과 이것을 용해 희석하는 성분으로 나눌 수 있다.
2). 塗料의 分類
ⓐ 원료(주요소,조요소)에 의한 분류: 유성 도료, 주정 도료, 수성 도료, 셀룰로스 유도체 도료, 합성 수지 도료등
ⓑ 도료 상태에 의한 분류
: 조합 도료(Paint), 분체 도료, Emulsion 도료, Sol 도료 등
ⓒ 도료의 성상에 의한 분류
: 속건성 도료, 자기 반응형 도료 등
110/85
ⓓ
ⓔ
ⓕ
ⓖ
ⓗ
ⓘ
도장 방법에
도막 성상에
도막 성응에
피 도장물에
안료에 의한
건조 방법에
의한
의한
의한
의한
분류
의한
분류:
분류:
분류:
분류:
:
분류:
붓 도장용, 롤라 도장용, 정전 도장용, Spray 도장용, 커텐 를로우 도장용 등
무광, 반광. 투명, 형광, 축문 등
하도용, 내습 도료, 내온 도료 등
피혁용, 프라스틱용, 콘크리트용, 자동차용, 철도 차량용, 경합금용 등
광명단 Paint, 은분 Paint 등
자연 건조형, 가열 건조형 등
3). Plastic 塗料의 種類 및 基本 Mechanism
⑴ Primer계 도료
① 비닐 프라이머(Vinyl Primer)
Vinyl수지 자체가 Vinyl 이외의 다른 곳에는 부착이 불량하므로 소지와 후속 도장과의 부착성을 향상 시키기
위해 특별한 Vinyl수지를 사용한 하도가 필요하며 이러한 목적을 만족시키기 위한 도료가 Vinyl Primer이다.
즉, Primer의 목적은 소지와 후속 도장간에 뛰어난 부착성을 부여하기 위함이며, 이와 같은 Vinyl계 도료에
사용되고 있는 Vinyl 수지로는 아래와 같은 3가지의 기본 Type이 있다.
▶ 무 변성 Vinyl(Unmodified Vinyl)
깨끗한 금속 표면에서 우수한 성능을 발휘하며 다양한 안료와의 배합이 가능하며, 부착성이 양호하다.
▶ 워시 프라이머(Wash Primer)
Poly Vinyl Butyral 수지와 인산으로 구성되는 Primer의 일종으로 Primer라기 보다는 전 처리제로서 사용
되며 비철 금속에 대한 후속 도장의 부착성을 향상 시키기 위한 목적으로 사용되어 진다.
후속 도장으로서 Vinyl계 상도를 직접 도장할 경우 Wash Primer와 상도간의 층간 부착은 불량하므로 상도
도장전에 Vinyl계 중도의 도장이 선행 되어야 한다.
② 염화 고무계 Primer
염화 고무계 수지를 용제에 용해 시킨것을 전색제로하여 안료, 첨가제를 혼합하여 제조하며, 염화 고무 자체
만으로는 도막이 부숴지기 쉽기 때문에 합성 수지나 가소제를 필히 겸용해야 한다.
⑵ Acryl계 도료
① 열 가소성 Acryl 수지 도료(아크릴 락카)
아크릴산 또는 메타크린산 에스테르, 스치렌, 초산비닐등의 공중합 계상 폴리머로, 열가소성 수지를 도막의
주성분으로하는 락카이다. 따라서 용제 휘발분에 의해서만 도막을 형성 한다. 도막 성능의 면에서는 고 중합
도의 폴리머가 좋으나, Spray 도장시 실현상을 일으키기 쉽다. 열가소성 아크릴 수지 도료는 단독 또는 셀로
로오스 유도체, 염화 비닐 수지, 알키드 수지로 변성 하기도 한다.
셀로로오스 유도체로서는 초화면 또는 CAB(Cellulose Acetate Butylate)를 사용한다. 셀로로오스 유도체를
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혼합하는 목적은 아크릴 수지 단독으로 일어나기 쉬운 안료분산이나 용제분리의 불량을 개선하기 위함이다.
혼합 비율은 도막 주 성분의 15~30%이며,CAB는 초화면에 비해 황변이 없고 재 도장시에 Crazing이 쉽게
일어나지 않는 잇점이 있으나 값이 비싸다.
▶ 특징 : -.무색 투명하며 광택 보유성, 보색성, 내후성이 뛰어나다.
-.내 약품성, 가공성 특히 Metallic Color가 우수해 자동차 상도 도장에 많이 쓰인다.
▶ 용도 : 자동차, 철도차량의 외장용및 가전제품, 사무용기기등 금속 제품의 고급 상도용.
② 열 가소성 Acryl 수지 도료(소부도료)
아크릴산, 메타크릴산, 에스테르, 스치렌 외에 각종 활성관능기를 가진 아크릴 모노머의 쇄상공중합 폴리머.
활성관능기는 -NH2, -NH2─CH2OH, -OH, -CH=CH2, -CH-CH2 등이 있다.
C
이 Prepolymer를 단독 또는 공 반응수지와 혼합하여 도막 주 성분으로 한다. 소부에 의하여 이 아크릴 수지
끼리 또는 공 반응수지와 가교중합하여 망상구조의 도막을 만든다. 공 중합물은 아크릴 수지의 활성관능기에
의해 결정되나 아민수지, 알키드수지, 에폭시수지, 폴리아민, 2염기산 무수물등 각종의 물질이 사용된다.
▶ 특징 : -.내후성이 매우 우수하며 광택, 광택 보유성, 색상 및 보색성이 우수하다.
-.도막의 제반 물성이 우수하다.
-.내 약품성, 내 오염성, 부착성이 우수하다.
-.아미노 알키드 수지 도료에 비하여 일반적으로 소부온도가 높다.(150℃이상)
▶ 용도 : -.주로 금속의 상도용으로 광범위하게 사용된다.
-.자동차(특히 Metallic 도장), 가전제품, 사무용 기기, 기계류, 가드레일, 칼라함석 등
⑶ Poly Urethane 도료
골격 수지는 Polyester계 혹은 Acryl계 Polyol(-OH)과 Isocyanate(-NCO)를 반응 시키는 2액형 도료이다.
개발 당초 Isocyanate는 키논 구조를 가지고 있기 때문에 건조 도막은 황변하기 쉬운 큰 결점도 있지만 현재
로는 비황변형도 개발되어 상도용으로도 시장을 신장 시키고 있다.
조성중에 -NH·CO·O-로 표시되는 Urethans 결함을 많이 가진 고분자 화합물로서 2액형 Type이다. 주제는
말단 혹은 분자내에 -OH를 가진 Polyester류 즉 아크릴 혹은 알키드 수지를 사용하고 경화제로서는 Polyisocyanate류를 일반적으로 사용한다. Polyisocynate와 Polyol의 가교에 의한 경화 반응은 아래와 같다.
-NCO
-NCO
(Polyisocyanate)
+
OH-R-OH
+
(Polyol)
NH-CO-O
NH-CO-O
R
(Urethane 결합)
NH-CO-O
NH-CO-O
CO·NH
R
( 고분자화)
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Poly Urethane 수지계 도료의 최대 특징은 내후성(내자외선)이 특히 우수하며, 철 구조물의 상도용 도료로서
는 Silicone 수지계 도료와 쌍벽을 이루는 도료이다. 특히 도장 직후와 같은 광택및 색상을 장시간 유지하며
오염환경이나 해안 환경에도 강하다. 더욱이, Poly Urethane 수지 도료는 Epoxy 수지계 도료에 비하여 저온
에도 건조 반응이 비교적 빠르므로 동절기 사용에도 무리가 없는 점이 큰 장점이다.
Urethane 도료가 경화해서 도막으로 되는것은 도료중의 용제가 증발시 남아있는 수지분이 변화해서 된다.
수지를 구성하는 작은 분자 A와 결합해서 B라는 분자를 만들고 B는 또다른 B와 결합하여 C가되고, C는 C끼리
손잡고 D라는 분자가 된다. 이러한 형태로 저 분자가 순차로 결합하여 고분자로 성장해가는 과정에서 도막이
형성되어 가는 것이다. 이런 성장의 모양이 다리가 걸리는 모양과 유사하다고 하여 架橋 反應이라 부른다.
또, D 분자(또는 E,F,G 분자 등)와 같이 고분자화한 상태가 그물 모양을 이루고 있어 網 構造라 불린다.
즉, 저분자가 架橋 反應에 의해서 그물 모양을 만들어 낸다.
도료의 상태는 10~100정도의 분자량을 갖고 있지만 도막화되는 시점에는 100~2,000정도의 분자로 성장된다.
도막의 성능은 이러한 분자의 크기와 밀도에 따라서 결정되는데, 망 구조를 구성하는 분자가 크면 클수록
육지감이 좋고, 그 밀도가 높을수록 광택도가 우수한 도막이 형성된다. 시간의 경과와 함께 도막이 열화하는
것은 일광중의 자외선에 의해 망상이 절단되어서 분자가 작게되고 엷게 되어가는 상태이며,이것이 광택손실
이라는 결함으로 되어 나타난다.
그리고 망 구조가 100% 완전히 결합되지 않고 30% 정도의 결합만으로도 성능을 발휘하는 점도 본도료의 큰
특징이라 할 수 있다. 이때 열을 가하면 망상 구조로 형성되는 속도가 배가 되기 때문에 한층 마무리가 좋은
도막이 빨리 얻어진다. 상기와 같은 장점이 있는 반면 용제의 증발이 완료되는 시간이 비교적 길고, 그 사이
가교 반응이 몇번이나 반복하기 때문에 Urethane 도장에 있어서 Spray Booth와 건조로는 필수적이다.
⑷ Epoxy계 도료
Epoxy 수지도료는 20여년전에 개발되어 사용되어 왔지만 당시는 내 약품성은 우수하나 가격이 상승 되었다.
Epoxy 수지계 도료는 Epoxy 기를 2개 이상 가진 활성수소기를 가진 경화제와 부가중합해서 얻어진 고분자 화
합물로서 Amine에 의한 경화 반응을 하며, 그 결과 생긴 도막은 견고하고 밀착성이 우수할 뿐만 아니라 물,
약품, 오염Gas등에 대한 저항력이 가장 우수하고 강하다.
Epoxy 수지도료에도 결점이 있으며 그 결점을 알지 못하면 본래의 성능을 발휘 시킬 수 없다.
그 缺點은
ⓐ2액형이기 때문에 도장시 2액을 적절한 비율로 혼합하지 않으면 안된다. 교반도 충분히 행하지 않으면
반응이 불균일하며, 건조성, 내약품성이 저하 된다. 또 혼합된 도료를 지정시간 내에 사용하지 않으면
Gel화 되어 사용할 수 없게 된다.
ⓑ재 도장 간격이 길면 충분한 부착성을 얻을 수 없다.
ⓒ직사 태양광선을 받는 부분은 표면의 광택이나 색상이 퇴화된다. 이는 Epoxy 수지 특유의 현상으로
자외선에 의해 표면이 분해되는 현상이므로 직사 태양광선을 받는 상도로는 적당하지 못하다.
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1-2. 塗裝의 定義
物體表面의 保護 및 外觀을 向上시키고, 物體에 物理的, 化學的, 電氣的 特殊性能을 갖게하기 위하여 또는 表識 및
心理的 效果등을 위하여 塗料를 붓, Spray, Roller등의 바르는 手段을 利用하여 塗膜을 形成 시키는 것이다.
1). 塗裝의 種類
⒜ 붓 작업
붓 작업은 가장 간단하고 적용성이 높다. 더우기 가장 오랜 역사를 가진 도장 방법이다.
⒝ 솜 방망이 칠
솜 방망이에 먹인 도료를 도면의 나온 부분, 핀틀에 조금식 문지르는 칠방법으로 공정의 한 방법으로 쓰인다.
⒞ Air Spray
Air Spray 작업 시작전 Check 항목
구
분
Check 항목
Spray할 도료의 조건을 안다
점도(고점도,저점도),건조속도(속건성,지건성),용도(하도칠,상도칠)구분
분무기의 성능을 안다.
노즐경,도료와 공기의 분출량 패턴의 열림,형상,도료입자 크기,분포상태
콤프레샤,트랜스의 성능을 안다 Air 콤프레샤의 공기 배출량, Air 트랜스의 공기여과 습도, 풍속, 압력
Spray Booth의 조건을 안다
Air Filter, Air Heater, 온도, 습도, 풍속, 압력
분무기 운행 기술을 안다
분무하는 거리, 각도, 순서 스트록의 방향, 겹침
① 도료의 점도와 공기압
도료의 점도와 공기압은 도료분무(霧化)와 밀접한 관계가 있으며, 분출량이 일정한 경우 점도가 낮을수록
또 공기압이 높을수록 분무 입자는 작게 된다.
공기압이 너무 높으면 피도물에서의 반동이 많게 되고 도료의 분무 효과는 저하된다. 따라서 일반적으로
도장의 압력은 3.5~4.0㎏/㎤가 표준이고, 점도는 너무 높으면 분무 할 수 없고 낮으면 흘러 내리기 쉽다.
② 분무기와 피도물의 거리 및 속도
분무기의 구경에 따라 차이가 있으며 대형 분무기는 25~35㎝, 소형 분무기는 15~25㎝ 정도가 적당하다.
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도장중의 분무기 이송 속도는 일반적으로 0.5㎧가 표준이며, 이송 속도가 빠르면 도막이 엷게되고 늦으면
도막이 두껍게 되어 흐르기 쉽게 된다.
③ 피도물과의 각도와 겹칠
도장시 균일한 도막을 만들기 위해서는 분무기는 피도물에 직각을 유지하여 도장을 하여야 한다.
겹칠의 조건으로서 패턴폭의 조정이 중요하다. 처음 칠한 도료와 2회째 칠한 패턴의 겹침은 1/2~1/3을
필요로 하고 이 겹침은 피도물 위에 유동하고 평탄하게 될 정도의 도포량이 필요하다.
④ Spray Gun의 종류 및 용도
ⓐ 자동 Spray Gun
범용 Spray Gun의 방아쇠를 에어 피스톤 조작으로 변경한 것으로 전자벨브나 작동 캠을 이용하여 에어
피스톤을 작동시켜 Spray를 斷續 한다.
용도는 자동 도장장치나 도장 Robot에 장착하여 사용한다.
ⓑ 편각 Spray Gun
치약 튜브나 종이컵의 내면을 도장할 경우에 사용하는 용도로 공기 캡의 각이 한쪽으로 향하고 있으며
Spray 각도가 6~19。의 범위로 경사지게 되어있다.
ⓒ 긴목 Spray Gun
Tank의 내면이나 Engine Room등 손이 잘 닿지 않는 부위를 도장 할 경우에 사용한다.
목의 길이는 1500~500㎜, 선단부의 방향은 眞直, 45。, 90。등 각종의 것이 시판되고 있다.
ⓓ 亂絲 Spray Gun
도료의 점성을 이용하여 亂絲狀 또는 곰보 모양의 분무 무뉘를 그려내는 Spray Gun이다. 도료의 점도를
50초(포드컵 No.4) 전후로 조절하여 도료를 가압 공급하면 도료는 실 모양으로 토출된다. 이를 저압의
Air로 분무하면 도료는 흐트러진 실(亂絲) 모양이 된다.
ⓔ Hand Piece
Hand Piece는 인형, 조화, 捺染, 繪畵, 포스터등 미술공예의 분무나 에어 브러쉬용에 사용된다.
Nozzle의 구경은 ￠0.2~￠0.8㎜까지의 5종류가 시중에서 판매된다.
⒟ 정전 도장
정전 도장의 원리
정전 도장은 Spray Gun에 의하여 미립화된 도료 입자에 荷轉電極에서 발생하는 다량의 -이온을 부착 대전시킨
즉, 하전전극과 피 도장물간에 형성 되어진 직류전계의 힘에 의해서 피 도장물에 흡인, 흡착 시키는 것이다.
정전 도장의 장점은 도료의 손실이 적고 도장효율이 높다.
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⒠ 정착 도장
정착 도장은 물을 매개로하여 하전된 전착 도료의 고분자 수지가 직류 전기의 작용으로 물의 전기분해 반응을
수반하면서 전기 영동(Electro-Phoresis), 전기 석출(Electro Deposition), 전기 삼투(Electro Endosmosis)의
전기 화학적 반응에 의해서 수불용성의 치밀한 도막을 형성한 후 고온에서 소부 건조되어 내식성이 강한 도막
을 형성하는 도장 System이다.
전착 도장 System은 경제성 및 자동화가 뛰어나 일찌기 자동차 하도용 도장으로 사용되어 왔으며, 1973년 양
이온(Cation) 전착도료가 소개되면서 더욱 각광을 받게되어 지금은 90%이상 하도용 도장으로 사용되고 있다.
2). Plastic 塗裝
⒜ Plastic 도장의 목적
Plastic에 도장을 필요로하는 주요 이유는 소지의 보호와 동시에 외관의 장식, 표면 성질의 기능적 개선으로
대별하고 있지만 대개의 경우 2가지를 동시에 만족 시키는 것을 요구하고 있다.
① 장식을 목적으로 하는 경우
ⓐ Plastic 착색으로는 표현이 곤란한 메탈릭과 나무무뉘, 섬유 모양등의 느낌을 준다.
ⓑ 다색의 소량 생산에 경제적이다.
ⓒ 하나의 성형품에 다색을 표현할 수 있는 유일한 방법이다.
ⓓ 수지 도금, 진공 증착에 의해서 금속감을 부여한다.
ⓔ 색 광택의 조정이 용이하다.
ⓕ 성형시 발생하는 표면 상처, 색상 차이, Weld-Line, Flow-Mark등 성형 결함을 Cover 한다.
② 표면 성질의 개선을 목적으로 하는 경우
ⓐ 표면 경도를 높여 내 마모성, 내찰성을 향상 시킨다.
ⓑ 표면의 전기 저항치를 저하 시켜 대전에 의한 먼지 부착을 방지 한다.
ⓒ 표면의 전기 저항치를 저하 시켜 상도에 정전 도장이 가능토록 한다.
ⓓ 화학적 저항성이 낮은 Plastic에는 내 약품성, 내 용제성, 내 오염성을 향상 시킨다.
ⓔ 내후성을 향상 시킨다.
⒝ Plastic과 금속, 목공품 도장의 차이점
① 소재의 내열성
Plastic의 종류도 많고 내열성에 있어서도 많은 종류가 있으므로 재질 선정시는 도장후의 건조온도, 부품
의 사용 온도를 고려하여 충분히 내열성이 있는 재질을 선정할 필요가 있다.
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② 소재의 내 용제성
금속이나 목재의 경우는 대부분 도장에 쓰이는 용제에 의한 작용은 무시 되었으나 열 가소성 수지인 ABS,
PS등은 용제 작용을 고려하지 않을 경우, 외관상 불량 및 소재 자체의 물리적 성질도 약화되므로 주의가
필요하다.
③ 소재에의 부착성
Plastic은 표면 자체에 낮은 에너지를 갖고 있어 금속이나 목재에 비하여, 소재에 도막 부착성이 나쁘다.
④ 소재의 전기적 성질
본래 Plastic 이용은 전기 절연성이 주 용도이었으나, 도장의 경우는 일반적으로 공기를 불어서 표면에
닿기 때문에 먼지의 부착이 많으므로 도장전 소재의 정전기 방지가 필요하다. 또 도장의 목적중 하나가
먼지의 부착을 적게하는 목적도 있다.
⒞ Plastic 도장의 문제점
① 표면 처리
11
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Plastic은 전기 부도체(10 ~ 10 Ω/㎝)로서 취급중 마찰등에 의하여 정전기를 일으켜 먼지, 이물등의
부착과 지문등에 의한 오염이 쉽고 성형시에도 금형/성형기로 부터 유출된 기름분과 이형제가 성형품의
표면에 부착되어 도료의 밀착을 저해하는 경우가 있으므로 알콜, 삼염화에칠렌, 프로판 Gas등의 세정제로
탈지를 하여야 한다. RIM우레탄이나 PP의 경우 단순한 탈지로는 도장이 어려우므로 표면가공의 의미를 갖
는 약품처리,용제처리, 프리마처리,코로나방전처리,자외선처리,화염처리등을 행한다.
② 건조 조건
일반적으로 건조에는 열풍 건조와 적외선 건조를 주로 사용하고 있지만 최근에 열을 효율적으로 이용하기
위하여 원적외선 경화법, 전자선 경화법, 광중합 경화법등이 개발되어 이용되고 있지만 이러한 경우라도
내열성이 양호한 열경화성 수지에서는 별 문제가 없지만 열가소성 수지의 경우에는 세심한 주의가 필요함.
③ Solvent Crack
ABS, PS, Acryl, PC와 같이 내 용제성이 나쁜 열가소성 수지에 도장을 할 경우, 성형시 잔류응력이 크면
Crazing이 발생한다. 방지대책은 적절한 신나 선택이지만 성형방법, 성형조건, 아니링의 유무, Weld-Line
발생부, Gate 부위등 성형 조건이나 부위에 따라서 차이가 많으므로 충분한 예비검토가 필요하다.
④ 피 도장면의 외관
유리섬유 강화 Plastic, 발포 Plastic의 경우에는 건조도막이 부풀거나 Fiber Pattern이 발생하기 쉽다.
도장을 여러번하여 어느정도 극복 할 수 있지만 근본적인 해결이 어려우므로 도장설계의 접근이 필요하다.
부풀음 현상은 충분한 셋팅 시간과 가능한한 저온에서 건조 시키는 것도 해결의 한 방법이다.
3). Plastic 塗裝 不良의 原因과 對策
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塗裝 不良의 原因과 對策(1/3)
상
태
불 량
현 상
불 량
원 인
불 량
대 책
흐
름
(Sagging)
수직면에 도장시 부분적으로
흘러내려 불균일한 도막으로
되는 현상
• 희석제로 도료의 점도가 낮다.
• 도장시 토출량이 많다.
• 도막 두께가 두껍다.
분 화 구
(Cratering)
도막에 생기는 분화구 형상의
움푹 패인 현상
• 도장면의 소재 불량.(오물 부착등) • Paintable한 이형제 사용 및 탈지.
• 압축공기에 물, 기름등 이물 혼입. • 첨가제를 가한다.
• 지문등 외부로부터의 오염.
• Air Tank, Filter, Pipe Line 청소.
• 외부요인의 차단.(장갑,걸레등 교환)
핀
홀
(Pin Hole)
도막에 생기는 극히 작은구멍
(바늘로 찌른것 같음) 현상.
•
•
•
•
•
부 풀 음
(Blister)
도막이 부풀어 오름 현상.
먼지
경도
희석제의 증발이 빠르다.
도막 두께가 두껍다.
도장 직후 온도가 급격히 상승.
도장면 소재에 작은 구멍이 있다.
압축공기에 물, 기름등 이물 혼입.
• 속건성 희석제로 변경 한다.
• 도료의 점도를 높인다.
• 도막 두께 및 토출량을 줄인다.
•
•
•
•
•
•
희석제의 지건화.
도막 두께가 얇게한다.
셋팅시간을 길게하고 온도를 낮춘다.
도장면 소재의 성형조건을 관찰한다.
Air Tank, Filer, Pipe Line 청소
소재 조정 및 첨가제를 가한다.
• 희석제의 증발이 빠르다.
• 도막 두께가 두껍다.
• 도장 직후 Seating Time없이 온도
가 급격히 상승 할 때.
• 도장면 소재의 전처리 불량.
•
•
•
•
•
지건성 희석제의 첨가.
도막 두께를 균일하게 한다.
셋팅시간을 길게하고 온도를 낮춘다.
도장면 소재의 성형조건을 관찰한다.
희석비를 높혀 도막두께를 얇게한다.
불량
도막이 평활하지 못하고 작은 • 도료 교반의 불충분으로 금속분이
기포 돌기가 전면 또는 부분적 돌출,용해 불량의 도료를 도장.
으로 생기는 현상.
• 도장실 내의 먼지.
• 도장면의 오염및 요철의 불균일.
•
•
•
•
도료를 사용전 충분히 교반한다.
규정된 희석제를 사용한다.
도장 환경을 개선한다.
전처리 과정, 성형조건을 조절한다.
불량
건조후 도막의 굳기가 부족한
상태.
• 건조 온도, 건조 시간의 조정 및
도료의 점도를 낮게한다.
• 용해력이 높은 희석제를 선택한다.
• 건조성이 나쁜 희석제의 사용을
피한다.
• 도막의 두께가 두터워 건조가 불
충분하다.
• 희석제가 부적당하다.
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塗裝 不良의 原因과 對策(2/3)
상
태
불 량
현 상
밀착
불량
전체적 또는 부분적으로 도료
가 도장면 소재에 밀착되지
않은 상태.
•
•
•
•
기포
현상
도료 희석시에 생긴 기포가
도막에 그대로 남아 부풀음이
생긴 현상.
• 도료를 너무 심하게 저어서 발생.
• 도료 교반기의 속도를 조절한다.
• 소포제를 첨가한다.
색 분 리
(Flooding
Floating)
건조가 진행되면서 안료의
분포가 불균일하게 되어 도막
표면과 하층의 색이 전체 또는
부분적으로 달라지는 현상.
•
•
•
•
•
희석제의 사용량이 많다.
도료의 점도가 낮다.
도막이 두껍다.
희석제의 증발이 늦다.
급격한 가열, 건조 습도가 높다.
•
•
•
•
•
오렌지 필
(Orange
Peel)
귤의 껍질과 같은 작은 패임
이 생긴 도막의 형상.
•
•
•
•
•
•
도장시 도료의 점도가 높다.
도장시 공기압력이 높다.
토출량이 적다.
건조가 빠르다.
희석제의 용해력이 나쁘다.
Spray 거리가 부적당하다.
•
•
•
•
백
화
(Blushing)
도료의 건조 과정에서 응축된
수분이 도막의 표면층에 침투
하여 도막면이 뿌옇게 되는
현상.
•
•
•
•
도장시 습도가 높다.(80% 이상)
피도물 표면온도가 실온보다 낮다.
피도물 도장면에 습기가 있다.
희석제의 용해력이 부족하다.
(특히 동계)
•
•
•
•
•
•
불 량
원 인
도장면 소재의 성형조건의 영향.
도장면 소재에 이형제 또는 오염.
도료 토출량이 적어 Dusting 발생.
희석제의 용해력 부족.
불 량
•
•
•
•
•
대 책
성형조건을 빠르게 한다.
Paintable한 이형제를 사용한다.
도장면 소재를 완전히 탈지를 한다.
도료 토출량을 조절한다.
용해력이 높은 희석제를 사용한다.
도료의 점도를 높인다.
토출량, 도막 두께를 줄인다.
속건성 희석제를 사용한다.
Setting Time을 연장한다.
속도를 50~60%로 조절한다.
도료의 점도를 낮춘다.
공기 압력을 적정조건으로 조절한다.
토출량을 적정조건으로 조절한다.
증발속도가 늦고 용해력이 좋은 희석
제를 선정한다.
• Spray 거리를 적정하도록 조절한다.
지건성 희석제를 첨가한다.
도장실의 온도를 높여 습도를 낮춘다.
Setting Time을 짧게한다.
도막 두께를 얇게한다.
도료의 온도를 높인다.
용해력이 높은 희석제를 사용한다.
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塗裝 不良의 原因과 對策(3/3)
상
태
불 량
현 상
불 량
균
열
(Crack)
도막이 갈라지는 현상
(도장 직후 및 시간이 경과
하면서 일어나는 경우)
날
도막의 표면이 거칠고 광택이 •
나지 않는 현상
•
•
•
•
•
림
원 인
• 성형품 도장면에 내부응력이 있음.
• 도막 두께가 두꺼움.
• 성형품 소재와 도료가 맞지 않다.
Spray Gun 이송 속도가 빠르다.
Gun과 피도물과의 거리가 멀다.
Spray Booth 주위 온도가 높다.
도장시 풍속이 빠르다.
사용 희석제가 속건성이다.
도료의 점도가 낮거나, 도료 토출
량에 비하여 공기압이 높다.
불 량
대 책
• 성형품의 성형조건을 조절한다.
• 도장전 성형품에 아니링을 행한다.
• 도막 두께를 얇게하고, 성형품에
영향이 적은 희석재를 사용한다.
• Spray Gun 이송 속도 및 피도물과의
거리를 적정하게 맞춘다.
• Spray Booth 주변환경을 적절히한다.
• Spray Gun의 공기압력을 조절한다.
• 희석제를 지건성으로 바꾼다.
• 도료의 점도를 적절히 조절한다.
정전 도장시
불량
정전 도장시 균일한 도장이
되지 않거나,정전도장 작업이
되지않는 현상
• 성형품 도장면의 도전성 부족.
• 성형품 도장면의 도전처리 Check.
• 도료의 전기 저항치가 적정치 못함. • Conver, Hanger 접촉부 통전 Check.
• 도장 설비의 불량.
• 희석제 Check.(적정 저항치)
• 정전 설비의 검토 및 조치.
깨스 채킹
(Gas
Checking)
도료가 건조할때 연소 생성깨 • 탈지제(TCE) 분해로 산성분의 증가. • 열처리로 성형품 내부의 탈지제 제거.
스의 영향으로 도막면의 변색, • 연소 깨스중의 산성분.
• 탈지제와 버너와의 접촉을 피한다.
주름,얇은균열이 생기는 현상. • 연소중 습기나 수분의 유입.
• 완전 연소를 행한다.
• 연소깨스중 산성분이 적은 연료를
선택하고 열로 수분을 제거후 사용.
• 고비점 용제나 첨가제 사용.
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4). Plastic 塗裝時 注意事項
⒜ 1액형 도료 사용시 주의사항
① 희석용 신나는 지정 신나를 사용하여야 한다. 지정신나를 사용하지 않을경우 도장시 장애 발생이나,
밀착 불량, Crack등의 불량현상이 발생될 수 있다.
② 변성POP나 PC수지등은 종류에 따라 적성이 불충분한 경우가 있으므로 신나 선택시 특히 주의가 필요하다.
③ 도막 성능표는 실험 Data 및 몇가지 Sample에 의한 성능표이므로 실제의 작업은 차이가 발생 될 수 있다.
실제의 성형품은 Natural, Sold, 발포, 유리섬유 함유등 많은 종류가 있고, 또 성형조건도 각기 다르기
때문에 사용자는 반드시 성능을 재 확인하고 사용하여야 함.
④ 도막 성능은 색상이나 광택도에 따라서 차이가 발생 될 수 있으므로 주의를 요함.
⑤ 특수 도료 사용시 주의 사항은 각 도료의 적성에 맞게 사용하여야 함.
⑥ 사용중 혹은 Spec 결정시 의문사항은 도료 Maker로 문의하고 그 결과에 따라 조치할 필요가 있음.
⒝ 2액형 도료 사용시 주의사항
2액형 도료 본래의 성능 및 외관을 발휘 시키기 위해서는 도장시 하기사항을 필히 준수하여야 함.
① 사용전 충분히 교반하여 사용하여야 함.
② 희석제는 꼭 전용 희석제를 사용하여야 함.
③ 경화제는 공기중의 습기를 흡수하면 백탁, 입자(티), 증점등의 불량이 발생하는 경우가 있으므로 도료를
사용후에는 반드시 밀폐를 하고, 가능한한 저온의 장소에 보관하여야 함.
④ 2액형 도료는 주제와 경화제를 혼합하면 천천히 증점 합니다.
Pot Life는 비교적 길게 설계되어 있지만 경화제를 혼합한 후에는 하절기는 3시간, 동절기는 4시간 이내
에 가능한한 빠른 시간에 사용하여야 함.
⑤ 재 도장을 할 경우 건조에 따라 리프팅(주름)이 발생하는 경우가 있으므로 충분한 주의가 필요함.
⑥ 특수 2액형 도료는 그 적용 특성이 각기 다르므로 Spec 결정시 주의가 필요합니다.
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