HCR과 LSR 중 어떤 실리콘 성형 공정을 선택해야 할까요?

다음 중에서 선택하세요 HCR 대 LSR 이는 단순한 재료 선택이 아닙니다. 성형 공정, 금형 설계, 노동 투입량, 플래시 제어 방법, 그리고 향후 생산량의 경제성까지 모두 결정짓는 사항입니다.

흔히 듣는 조언은 "HCR이 더 저렴하다"거나 "LSR이 더 정밀하다"는 식입니다. 하지만 이는 생산 결정을 내리기에 너무 피상적인 정보입니다. 저렴한 HCR 금형이라도 모든 부품에 트리밍 작업이 필요하게 되면 오히려 비용이 많이 들 수 있습니다. 반대로 LSR 금형은 단순한 제품임에도 불구하고 자동화 기능을 활용할 만큼 충분한 생산량을 달성하지 못할 경우 과도하게 설계될 수 있습니다.

단순한 형상, 적은 양 또는 가변적인 생산량, 압출 성형, 그리고 금형 투자 비용이 중요한 프로젝트에는 HCR을 선택하십시오. 얇은 벽, 작은 형상, 자동화된 다중 캐비티 생산, 반복 가능한 도징, 그리고 통합 오버몰딩에는 LSR을 선택하십시오. 최종 선택은 정확한 등급, 공차, 경화 시스템 및 연간 수요를 고려하여 결정해야 합니다.

요약 보고서

• HCR은 일반적으로 공정 유연성이 뛰어나고 금형 제작 비용이 저렴하지만, 압축 성형 부품은 노동력, 플래시 및 2차 후처리 작업이 더 많이 필요한 경우가 많습니다.
• LSR은 특수 계량 장비와 더욱 견고한 금형 구조가 필요하지만, 밀폐형 2액형 시스템 덕분에 반복적이고 자동화된 생산에 더 적합합니다.
• 재료 가격만으로 선택하지 마십시오. 금형, 캐비티 수, 사이클 시간, 트리밍, 스크랩, 검사, 후경화 및 예상 연간 생산량을 포함한 총비용을 비교하십시오.

HCR과 LSR 비교

이 표는 일반적인 제조 공정을 설명하는 것이며, 보편적인 특성 순위를 나타내는 것은 아닙니다. HCR은 사출 성형이 가능하며, LSR은 사출 성형 외의 다른 방식으로도 사용할 수 있습니다. 이러한 대안의 실용적인 여부는 부품 도면과 생산 시스템에 따라 결정됩니다.

HCR과 LSR의 주요 차이점은 무엇인가요?

주된 차이점은 경화 전의 질감과 가공에 필요한 장비입니다.

고점도 고무는 반죽과 같은 고체 실리콘 화합물입니다. 공장에서는 안료나 첨가제를 넣고 분쇄하거나, 계량된 양을 절단하거나, 가열된 압축 금형에 넣거나, 이송, 사출, 압출 또는 캘린더링 장비를 통해 성형할 수 있습니다.

액상 실리콘 고무(LSR) LSR은 일반적으로 두 가지 구성 요소로 공급됩니다. A와 B는 제어된 비율로 펌핑되어 혼합된 후 가열된 금형에 주입됩니다. LSR의 펌핑성과 제어된 A/B 계량은 생산 현장에서 끈적한 HCR과 구별되는 특징입니다.

치료가 완료되면 둘 다 실리콘 엘라스토머. 최종 인장 강도, 인열 저항, 신장률, 경도, 압축 영구 변형률, 광학적 특성 및 규제 상태는 특정 배합에 따라 달라집니다. "LSR"이 자동으로 더 부드럽거나, 더 안전하거나, 기계적 성능이 우수하다는 것을 의미하지는 않습니다. "HCR"이 자동으로 더 강하다는 것을 의미하지도 않습니다. 동일한 시험 방법을 사용하여 후보 등급에 대한 공급업체의 TDS 값을 비교하십시오.

HCR을 LSR보다 선택해야 하는 경우는 언제일까요?

부품 및 비즈니스 사례의 이점이 최대 자동화보다 공정 유연성에서 더 클 경우 HCR을 선택하십시오.

생산량 감소 또는 불확실

압축 금형은 일반적으로 콜드 러너 시스템을 사용하는 다중 캐비티 LSR 금형보다 구조가 간단합니다. 이러한 낮은 초기 비용은 수요가 불확실하거나, 설계가 계속 변경되거나, 주기적인 배치 생산만 필요한 경우에 중요한 이점입니다.

흔히 저지르는 실수는 예상 부품 수량을 고려하지 않고 공구 견적을 비교하는 것입니다. 수동 로딩, 탈형, 트리밍 및 검사가 모든 공정에 포함된다면 더 저렴한 공구라도 총비용이 더 높아질 수 있습니다. HCR은 형상 및 품질 요구 사항으로 인해 과도한 2차 작업이 발생하지 않을 때만 비용 우위를 유지합니다.

단순하거나 큰 성형 형상

HCR 압축 성형 분할선이 눈에 띄게 드러나고, 통풍이 용이하며, 플래시 제거가 어느 정도 가능한 부품에 적합합니다. 대형 산업용 실리콘 부품, 가스켓과 키패드를 포함한 부품들이 이러한 경로에 적합한 경우가 많습니다.

압축 성형은 미리 계량된 재료를 개방형 금형에 채우는 방식입니다. 따라서 재료의 배치 위치가 매우 중요합니다. 재료의 크기나 위치가 부적절하면 금형 캐비티 전체에 걸쳐 유동 거리가 달라집니다. 이러한 문제는 반복적인 성형 과정에서 플래시 발생, 재료 부족, 니트 라인, 또는 기포 발생과 같은 불균일한 현상으로 나타날 수 있습니다.

압출 성형 프로파일, 튜브, 코드 및 시트

HCR은 연속 압출 및 캘린더링에 적합한 공정입니다. 튜브, 호스, 코드, 오븐 씰, 프로파일, 전선 절연재 및 실리콘 시트는 LSR 사출 성형에 적합한 제품이 아닙니다. Elkem은 압출 및 캘린더링을 표준 HCR 변환 공정으로 명시하고 있습니다.엘켐).

구매자들이 단순히 "실리콘 소재"만을 비교하기 때문에 이러한 경계를 간과하는 경우가 많습니다. 필요한 제품 형태에 따라 경도, 색상 또는 경화 화학 성분을 논의하기 전에 이미 공정 방식이 결정되어 있을 수 있습니다.

제형 및 경화 시스템의 유연성

HCR은 과산화물 및 백금 경화 시스템과 함께 사용할 수 있습니다. 이는 엔지니어에게 더 많은 배합 및 공정 옵션을 제공하지만, 사양 작성 작업량도 증가시킵니다.

과산화물 경화형 HCR은 등급 및 최종 용도에 따라 휘발성 부산물, 냄새 또는 추출물을 줄이기 위해 후경화 공정이 필요할 수 있습니다. 백금 경화형 HCR은 일부 과산화물 부산물을 방지하지만, 황, 아민, 유기주석 화합물, 일부 접착제 또는 안료가 경화를 저해할 수 있으므로 오염 관리가 필요합니다.

도면에 "백금 경화"라고 적고 규정 준수 문제가 해결되었다고 생각하지 마십시오. 경화 화학은 재료 및 공정 정의의 일부일 뿐입니다.

LSR을 HCR보다 선택해야 하는 경우는 언제일까요?

형상, 반복성 및 생산 규모를 고려할 때 전용 LSR을 선택하십시오. 실리콘 사출 성형.

얇은 벽과 섬세한 특징

LSR은 끈적한 HCR보다 좁은 구간과 작은 게이트를 더 쉽게 통과합니다. 따라서 얇은 막, 작은 밀봉 구조, 정교한 질감, 미세 부품 및 복잡한 캐비티 구조에 적합합니다.

유동성이 좋다는 점은 금형 제작에 어려움을 초래하기도 합니다. LSR(액체 윤활제)은 분할선, 인서트, 이젝터 인터페이스 및 차단부에서 작은 틈을 찾아냅니다. 따라서 플래시 제어는 금형 정밀도, 클램프 작동 방식, 벤트 깊이, 재료 점도 및 공정 압력에 따라 달라집니다. 복잡한 CAD 모델만으로는 충분하지 않으며, 금형 자체가 액체가 흐를 수 있는 위치를 제어해야 합니다.

안정적인 중대형 볼륨

밀폐형 계량 및 혼합 시스템은 수동 투입량 변동을 줄여줍니다. 다중 캐비티 금형, 자동 탈형, 로봇 및 인라인 검사는 생산량이 충분히 많을 경우 부품당 노동력을 절감할 수 있습니다.

LSR은 생산 과정에서 반복 가능한 정량 주입, 자동화, 2차 가공 감소, 그리고 확장 가능한 캐비티 간 충전이라는 장점을 제공합니다. 하지만 장비 및 툴링 초기 투자 비용이 더 높다는 단점이 있습니다.

흔히 저지르는 오해는 자동화가 생산량에 관계없이 비용 절감을 가져온다고 생각하는 것입니다. 그렇지 않습니다. 프로그램이 연간 소량 생산만 몇 차례 진행하는 경우, 장비 검증, 설정, 퍼징, 예방 정비 및 유휴 설비 비용이 단가의 상당 부분을 차지할 수 있습니다.

오버몰딩 및 부품 통합

LSR은 실리콘을 열가소성 수지나 금속 인서트 위에 성형해야 할 때 더 나은 선택인 경우가 많습니다. 또한 별도의 조립 단계를 없애는 투샷 설계를 지원합니다.

이 공정은 자동으로 접착되는 것이 아닙니다. 팀은 접착력이 화학적 접착, 프라이머, 자가 접착 LSR 또는 기계적 맞물림 중 어떤 방식에 의해 발생하는지 정의해야 합니다. 삽입 재료, 표면 오염, 금형 온도, 열팽창 및 언더컷 형상 모두 결과에 영향을 미칩니다.

팀들은 종종 이러한 점을 과소평가하는데, 이는 수작업으로 뽑은 샘플이 완벽하게 접착된 것처럼 보일 수 있기 때문입니다. 반복적인 굽힘, 멸균, 열 노화 또는 유체 노출을 거치면 나중에 접착력이 약한 부분이 드러날 수 있습니다. 접착력 테스트는 실제 하중 방향과 사용 환경을 반영해야 합니다.

청정 자재 취급

LSR은 밀폐된 용기에서 밀폐형 혼합 시스템을 통해 펌핑됩니다.これにより 개방형 취급이 줄어들고 더욱 깨끗한 생산을 지원할 수 있습니다.

재료 약어가 완제품을 본질적으로 깨끗하거나 규격에 부합하는 상태로 만드는 것은 아닙니다. 이형제 사용, 금형 관리, 탈형, 후경화, 세척, 검사 및 포장 과정에서 여전히 오염이 발생할 수 있습니다. 의료용 제품이나 식품 접촉 제품의 경우, 재료 약어 자체보다는 공정 관리와 완제품의 품질 검증이 훨씬 중요합니다.

LSR이 HCR보다 항상 더 정확한가요?

아니요. LSR은 일반적으로 작고 복잡하며 대량 생산되는 성형 부품에 대해 더 나은 반복성을 제공하지만, 달성 가능한 공차는 정확한 치수와 공정에 따라 달라집니다.

실리콘은 엘라스토머입니다. 치수는 경화 수축, 후경화, 온도, 측정력, 보관 시간, 그리고 형상이 분할선을 넘는지 여부에 따라 변합니다. 강철 삽입물 인터페이스에서 현실적인 공차가 독립형 연질 벽에서는 비현실적일 수 있습니다.

사용 ISO 3302-1 성형 고무 치수 공차의 프레임워크로 사용한 다음, DFM(설계 제조성 평가) 과정에서 주요 치수를 개별적으로 검토하십시오. 도면에는 다음 사항이 명시되어야 합니다.

• 어떤 치수가 밀봉, 조립 또는 기능에 영향을 미치나요?
• 측정 방법 및 조건화 시간
• 치수 측정은 경화 전 또는 경화 후에 이루어지는지 여부
• 유연 부품용 기준 전략
• 플래시 허용, 불일치, 게이트 흔적 및 분할선 위치

흔히 저지르는 실수는 플라스틱 부품의 공차를 모든 실리콘 치수에 적용하는 것입니다. 이렇게 하면 불필요한 금형 수정과 검사 불량이 발생하지만 기능은 향상되지 않습니다.

HCR과 LSR은 공구 비용 및 단위 비용에 어떤 영향을 미칠까요?

HCR은 일반적으로 초기 공구 비용을 낮춥니다. LSR은 반복적인 인건비와 2차 가공 비용을 낮출 수 있습니다. 하지만 이 두 가지 설명만으로는 충분하지 않습니다.

견적은 단일 주문 수량이 아닌 현실적인 연간 생산량을 기준으로 요청하십시오. 견적서에는 금형, 재료, 성형, 후경화, 트리밍, 검사, 포장 및 인서트 로딩 작업 등 모든 항목을 구분하여 기재해야 합니다. 이렇게 하면 생산량 변화에 따른 비용 변동 요인을 파악할 수 있습니다.

HCR 또는 LSR이 식품 접촉 또는 의료 규정 준수 여부를 판단하는 기준이 되나요?

HCR이나 LSR은 명칭만으로는 적합성을 보장할 수 없습니다. 적합성은 특정 재료 등급, 배합, 제조 공정, 시험 범위 및 사용 목적에 따라 결정됩니다.

식품과 접촉하는 반복 사용 고무 제품의 경우, 21 CFR 177.2600은 허용 물질 및 추출물 조건을 다룹니다. 여기에는 실리콘 염기성 중합체가 포함되지만, 모든 실리콘 부품이 자동으로 이를 준수하는 것은 아닙니다.eCFR 21 CFR 177.2600).

식품 접촉 관련 프로젝트의 경우 다음 사항을 확인하십시오.

• 정확한 공급업체 등급 및 색상 배합
• 적용 시장: FDA 21 CFR 177.2600, LFGB/BfR 또는 기타 관할권
• 완제품 시험 범위 및 식품 모사체
• 치료 및 치료 후 상태
• 원자재 로트부터 완제품 배치까지 추적 가능
• 안료, 첨가제, 프라이머 및 삽입 재료가 증거에 포함되는지 여부

의료기기의 경우, “의료용 실리콘”" 또한 불완전합니다. 생체적합성 평가, 멸균 적합성, 추출물 및 용출물, 청결도, 포장 및 공정 검증은 기기의 접촉 유형 및 위험 분류에 따라 달라집니다.

HCR과 LSR: 실용적인 선택 기준표

견적 요청 전에 필요한 정보는 무엇인가요?

공급업체가 제품 사진에서 HCR 또는 LSR을 정확하게 선택할 수 없습니다. 다음 정보를 보내주십시오.

• 주요 치수, 공차 등급 및 외관 영역이 표시된 2D 도면
• STEP 형식의 3D 모델
• 연간 판매량, 주문량 및 예상 프로그램 수명
• 경도, 색상, 투명도 및 기계적 특성 목표
• 작동 온도, 유체 노출, 압축률 및 예상 서비스 주기
• 식품 접촉, 의료, RoHS, REACH 또는 기타 규정 준수 요건
• 후경화, 냄새, 추출물 및 청결도 한계
• 오버몰딩 부품에 필요한 재료 및 접착 요구 사항을 삽입하십시오.
• 포장, 검사 및 추적성 요구사항

결정 경계는 명확합니다. 공구 사용량이 적고, 형상이 단순하며, 연속 공정이 가능하고, 복합 재료의 유연성이 프로젝트의 주요 고려 사항일 경우 HCR을 사용하십시오. 정밀한 형상, 폐쇄형 핸들링, 자동화된 반복성 및 대량 생산 경제성이 주요 고려 사항일 경우 LSR을 사용하십시오.

최종 선택은 실제 도면과 물량 예측을 바탕으로 이루어져야 합니다. 이 두 가지 요소가 없다면, 실제 결정이 제조 시스템 선택인 상황에서 "HCR 대 LSR" 비교는 여전히 중요한 의미를 지닙니다.