실리콘 몰드 설계는 까다로울 수 있습니다. 작은 설계 결함이 큰 비용과 시간 낭비로 이어질 수 있습니다.
효과적인 실리콘 몰드 설계는 제품 품질과 제조 가능성을 보장하기 위해 통풍, 분리선, 허용 오차 및 수축을 정밀하게 제어하는 데 달려 있습니다.
금형 설계의 모든 결정은 최종 제품의 성능에 영향을 미칩니다. 공정 초기에 모든 요소를 이해함으로써, 흔히 발생하는 생산상의 실수를 피하고 안정적이고 고품질의 성형 결과를 얻을 수 있습니다.
흐름과 환기?
통풍이 잘되면 공기가 차거나 탄 자국이 생기는 것을 방지할 수 있습니다. 통풍이 잘 안 되면 기포, 불완전한 충전, 또는 표면 결함이 발생할 수 있습니다.
벤팅은 주입 중 갇힌 공기를 배출합니다. 균형 잡힌 벤팅은 완벽한 충전과 매끄러운 제품 표면을 보장합니다.
액상 실리콘 고무(LSR)는 점도가 높아 좁은 공간에 공기를 가두는 경향이 있기 때문에 에어 트랩은 실리콘 성형에서 흔히 발생하는 문제입니다. 작년에 공갈젖꼭지 금형을 제작할 때, 공기 배출이 제대로 되지 않아 젖꼭지 근처에 기포가 생겨 불량품이 여러 개 발생했습니다. 이를 통해 공기 배출 설계가 얼마나 중요한지 깨달았습니다.
주요 통풍 설계 지침
| 매개변수 | 일반적인 값 | 노트 |
|---|---|---|
| 통풍구 깊이 | 0.005~0.02mm | 너무 얕으면 공기가 갇히고 너무 깊으면 플래시가 발생합니다. |
| 통풍구 너비 | 3~6mm | 실리콘 누출 없이 공기 흐름에 충분함 |
| 통풍구 위치 | 게이트에서 멀리 떨어져 있음 | 실리콘 역류 방지 |
통풍구는 마지막 충전 지점과 캐비티 주변에 고르게 배치해야 합니다. 복잡한 형상의 경우, 미세 통풍구 또는 진공 보조 장치가 필요할 수 있습니다. 진공 시스템은 투명도와 매끄러운 표면이 필수적인 의료 및 유아용품의 기포 발생을 방지하는 데 도움이 됩니다.
파팅라인 전략과 플래시 컨트롤?
플래시 결함은 종종 파팅 라인 문제를 나타냅니다. 파팅 라인 배치가 잘못되면 트리밍 비용이 증가하고 수율이 감소합니다.
잘 계획된 분리선은 플래시를 최소화하고 제품의 미적 측면을 개선하는 동시에 탈형 가능성을 보장합니다.
병뚜껑 몰드가 밀봉 가장자리를 따라 얇은 섬광을 계속 발생시키던 프로젝트가 아직도 기억납니다. 도구를 검토해 보니 분리선이 고압 영역에 위치해 있었습니다. 위치를 바꾸니 섬광이 크게 줄었습니다.
플래시 제어 전략
- 자연스러운 기하학적 전환을 따라 분할선을 배치합니다. 스트레스를 집중시키는 날카로운 모서리는 피하세요.
- 정확한 정렬을 유지하세요. 금형 반쪽의 정렬 불량으로 인해 압력이 고르지 않게 되고 플래시가 발생합니다.
- 클램핑 힘을 제어합니다. 압력이 부족하면 실리콘이 분리선을 통해 스며들 수 있습니다.
- 밀봉 표면을 닦고 유지 관리합니다. 마모나 먼지가 쌓이면 누수가 발생할 수 있습니다.
제어하기 어려운 플래시의 일반적인 근본 원인
| 근본 원인 | 일반적인 증상 | 권장 솔루션 |
|---|---|---|
| 금형 정렬 불량 | 비대칭 플래시 | 금형 반쪽을 다시 갈아서 재정렬합니다. |
| 과도한 통풍구 깊이 | 길고 얇은 플래시 | 통풍구 깊이를 0.005mm로 줄이세요 |
| 잘못된 분리선 위치 | 시각적 영역 주변에 플래시를 사용하세요 | 라인 위치 변경 또는 디자인 수정 |
플래시 제어는 설계 및 유지 관리 측면에서 중요한 문제입니다. 밀봉 표면을 정기적으로 검사하면 금형 수명 동안 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.
오버몰드 허용 오차 및 위치?
오버몰딩에서는 정밀한 정렬이 필수적입니다. 정렬이 잘못되면 접합 불량이나 기능적 결함이 발생할 수 있습니다.
오버몰드 허용 오차 제어를 통해 2차 실리콘 층이 기본 구성 요소에 제대로 결합되도록 보장합니다.
젖병 손잡이를 디자인할 때는 보통 두 단계의 성형 과정을 거칩니다. 먼저 단단한 인서트를 만들고, 그다음 실리콘 오버몰드를 만듭니다. 인서트가 조금이라도 움직이면 부드러운 층이 고르지 않게 되거나 쉽게 벗겨집니다.
오버몰드 설계의 중요 요소
| 매개변수 | 목표 범위 | 영향 |
|---|---|---|
| 삽입 위치 정확도 | ±0.02mm | 정렬 불량으로 인해 접합이 고르지 않음 |
| 오버몰드 두께 | ≥1.0mm | 균일한 흐름과 결합을 보장합니다. |
| 인터페이스 표면 거칠기 | 라 0.4–0.8 | 접착력 향상 |
설계자는 접합력을 향상시키기 위해 가능한 경우 기계적 잠금 장치나 언더컷을 포함해야 합니다. 접합 부위 근처에 통풍구를 추가하여 접합면에 공기가 들어가지 않도록 하십시오. 광학 등급 실리콘이나 유아용 제품의 경우, 표면에 경화를 방해할 수 있는 오염 물질이 없는지 확인하십시오.
콜드 러너 대 핫 러너 선택(LSR)?
러너 설계는 비용, 폐기물, 그리고 온도 안정성에 영향을 미칩니다. 적절한 시스템 선택은 효율에 영향을 미칩니다.
콜드 러너는 낭비를 줄이고 재료의 안정성을 유지하는 반면, 핫 러너는 대량 생산과 일관된 생산에 더 적합합니다.
아기 숟가락 틀 프로젝트를 진행하면서 두 시스템을 비교해 봤습니다. 콜드 러너는 폐기물을 줄였지만 사이클 시간은 약간 증가했습니다. 핫 러너는 사이클 속도는 빨라졌지만 온도 관리가 더 엄격했습니다.
비교표
| 특징 | 콜드 러너 | 핫 러너 |
|---|---|---|
| 재료 폐기물 | 최소한의 | 일부 |
| 비용 | 초기 비용 절감 | 더 높은 툴링 비용 |
| 온도 조절 | 더 쉽다 | 비판적인 |
| 사이클 타임 | 더 길게 | 더 짧게 |
| 가장 좋은 | 소규모 또는 중규모 실행 | 대량 생산 |
FAQ: 소량 생산에 콜드 러너가 권장되나요?
네. 소량 생산이나 시제품 제작 프로젝트의 경우 콜드 러너가 비용 효율성이 더 높습니다. 유지 보수가 간편하고 재료 낭비가 적어 제품 설계 변경을 테스트할 때 이상적입니다.
탈형 메커니즘과 표면 질감?
탈형은 제품 완성도와 사이클 시간을 결정합니다. 탈형 설계가 잘못되면 찢어짐이나 변형이 발생할 수 있습니다.
적절한 탈형 및 표면 질감 선택을 통해 매끄러운 방출이 보장되고 제품 품질이 유지됩니다.
실리콘은 탄성 때문에 잘 달라붙는 경향이 있습니다. 한 프로젝트에서는 배출 과정에서 부품이 찢어지는 문제가 발생했습니다. 드래프트 각도를 1°에서 3°로 조정하고 코어 표면을 연마하여 문제를 해결했습니다.
더 나은 탈형을 위한 팁
- 드래프트 각도를 늘리세요 깊은 구멍의 경우 2~5°입니다.
- 매트 또는 파인 EDM 텍스처를 사용하세요 일관된 릴리스를 위해.
- 공기 분사 또는 기계적 스트리퍼 시스템을 적용하세요 복잡한 모양의 탈형을 돕습니다.
- 언더컷을 피하세요 꼭 필요하지 않다면 접이식 코어를 사용하세요.
표면 마감은 외관뿐만 아니라 방출 특성에도 영향을 미칩니다. 유아용품이나 의료용품의 경우, 입자 축적을 줄이고 위생을 유지하기 위해 거울 광택 처리가 자주 사용됩니다.
수축률과 변형 예측?
실리콘 성형에서는 수축이 불가피합니다. 이를 무시하면 치수 편차와 조립 문제가 발생할 수 있습니다.
금형 설계 단계에서 수축을 예측하고 보상하면 부품 정확도와 안정적인 성능이 보장됩니다.
초기 프로젝트에서는 LSR 수축을 과소평가하여 부품 크기가 너무 작아 금형을 다시 제작해야 했습니다. 이제는 강철 치수를 확정하기 전에 항상 실제 공정 데이터를 기반으로 수축을 모델링합니다.
일반적인 LSR 수축 데이터
| 재료 유형 | 수축률 | 노트 |
|---|---|---|
| 일반 LSR | 2.0–3.5% | 경화 온도 및 압력에 따라 다름 |
| 고정밀 LSR | 1.5–2.0% | 광학 또는 의료용으로 최적화됨 |
Moldflow나 SIGMASOFT와 같은 예측 도구를 사용하면 유동 및 수축 거동을 시뮬레이션할 수 있습니다. 정확한 경화 매개변수를 입력하면 예측 정확도가 향상됩니다. 항상 테스트 샷을 통해 시뮬레이션을 검증하고 대량 생산 전에 실제 수축을 측정하십시오.
결론
실리콘 몰드 설계는 모든 세부 사항의 정밀성을 요구합니다. 벤팅, 파팅 라인, 공차, 러너, 탈형 및 수축을 완벽하게 관리함으로써 일관되고 결함 없는 생산을 달성할 수 있습니다.
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