26-1장, 수축 및 뒤틀림

왜 이런 문제가 발생하나요?

수축은 사출 성형 공정에 내재되어 있습니다. 수축이 발생하는 이유는
폴리머의 밀도는 처리 온도에 따라 주변 온도에 따라 달라집니다.
(특정 체적(pvT 다이어그램) 참조). 사출 성형 시 부품의 전체 및 단면을 통한 수축의 변화는 내부 응력을 생성합니다. 이러한 소위 잔류 응력(잔류 응력 참조)은 외부에서 가해진 응력과 유사한 효과로 부품에 작용합니다. 성형 중에 유도된 잔류 응력이 높은 경우
부품의 구조적 무결성을 극복할 수 없을 정도로 충분히 휘어지면 부품을 배출할 때 휘어집니다.
외부 서비스 하중으로 인한 곰팡이 또는 균열로부터 보호합니다.

수축

성형 플라스틱 부품의 수축은 가공 온도와 주변 온도에서 측정할 때 부피 기준으로 최대 20%까지 줄어들 수 있습니다. 결정성 및 반결정성 소재는 특히 열 수축이 발생하기 쉽고, 비정질 소재는 수축이 덜 발생하는 경향이 있습니다. 결정질 재료가 전이 온도 이하로 냉각되면 분자가 보다 질서정연하게 배열되어 결정체를 형성합니다. 반면 비정질 물질의 미세 구조는 상 변화에 따라 변하지 않습니다. 이러한 차이로 인해 결정성 및 반결정성 물질은 용융상과 고체(결정성) 상 사이의 비부피 차이( )가 더 커집니다. 이는 아래 그림 1에 설명되어 있습니다. 냉각 속도는 결정성 및 반결정성 재료의 빠른 냉각 pvT 거동에도 영향을 미친다는 점을 지적하고 싶습니다.

그림 1. 비정질 및 결정질 폴리머의 pvT 곡선과 가공 상태(점 A)와 실온 및 대기압 상태(점 B) 사이의 비부피 변화입니다. 압력이 증가함에 따라 비부피가 감소한다는 점에 유의하세요.

과도한 부품 수축의 원인

허용 수준을 초과하는 과도한 수축은 다음 요인으로 인해 발생할 수 있습니다. 수축과 여러 처리 매개변수 및 부품 두께의 관계는 그림 2에 개략적으로 표시되어 있습니다.

- 낮은 사출 압력
- 짧은 팩 유지 시간 또는 냉각 시간
- 높은 용융 온도
- 높은 금형 온도
- 낮은 유지 압력.

부품 수축으로 인한 문제

보정되지 않은 체적 수축은 몰딩 내부에 싱크 마크 또는 공극으로 이어집니다. 부품 수축을 제어하는 것은 부품, 금형 및 공정 설계에서 중요하며, 특히 엄격한 공차가 필요한 응용 분야에서는 더욱 그렇습니다. 싱크 마크나 공극으로 이어지는 수축은 충진 후 캐비티를 패킹하여 줄이거나 제거할 수 있습니다. 또한 부품 치수를 준수하기 위해 금형 설계 시 수축을 고려해야 합니다. C-MOLD에서 예측한 부품 수축은 적절한 금형 설계를 위한 유용한 가이드라인을 제공합니다.