실리콘 압축 성형

어떤 실리콘 생산 방식을 선택해야 할지 고민되시나요? 일반적인 생산 방식을 소개해 드리겠습니다. 실리콘 압축 성형은 널리 사용되는 실리콘 제조 공정입니다. 이 가이드에서는 압축 성형의 개요, 작업 흐름, 주요 생산 매개변수, 장단점 및 용도를 설명합니다.

압축 성형이란 무엇인가?

실리콘 압축 성형은 실리콘 제조 공정입니다. 가열된 금형에 일정량의 실리콘 컴파운드를 넣고 압력을 가하여 부품을 성형하는 방식입니다. 금형은 원하는 제품의 특정 형상에 맞게 설계되며, 실리콘은 열과 압력 하에서 경화됩니다. 비용 효율성, 뛰어난 치수 안정성, 다양한 설계 가능성 등의 장점을 제공하며, 특히 소규모 및 중규모 생산에 적합합니다.

압축 성형에 적합한 재료는 무엇입니까?

실리콘 압축 성형에는 주로 몇 가지 특정 유형의 재료가 사용됩니다. 각 재료는 고유한 특성을 가지고 있으며 다양한 용도에 적합합니다.

메모: 액상 실리콘 고무(LSR)도 실리콘의 일종이지만, 압축 성형에는 적합하지 않습니다. LSR은 매우 쉽게 흐르기 때문에 사출 성형에 적합합니다. 압축 성형 시 점도가 낮아 제어가 어려울 수 있습니다. 금형의 파팅 라인에서 흘러넘칠 수 있어 이 공정에 적합하지 않습니다.

압축 성형은 어떻게 작동하나요?

1. 재료 준비

• 실리콘 혼합: 실리콘 고무 원료는 경화제, 색상 페이스트, 그리고 강화 첨가제와 정밀한 비율로 혼합됩니다. 이 단계는 최종 제품의 색상, 경도, 그리고 강도에 직접적인 영향을 미칩니다.
• 절단 및 무게 측정: 혼합된 재료는 블록이나 시트 형태로 절단되어 제품의 크기와 무게에 따라 정밀하게 무게를 측정합니다. 재료가 너무 적으면 불완전한 부품이 만들어질 수 있고, 너무 많으면 낭비와 과도한 플래시가 발생합니다.
• 사전 형성(선택 사항): 복잡하거나 다중 캐비티 금형의 경우, 재료를 캐비티에 가까운 모양으로 미리 성형하면 충전 효율을 개선하고 과도한 플래시를 줄이는 데 도움이 됩니다.

2. 금형 준비

• 세척 및 방출제: 금형 표면은 깨끗하고 먼지가 없어야 합니다. 이형제를 가볍고 고르게 분사하면 제품에 자국이 남지 않고 원활하게 탈형됩니다.
• 금형 예열: 금형은 필요한 경화 온도(일반적으로 150°C에서 200°C 사이)까지 가열됩니다. 균일한 가열은 성형 과정에서 실리콘이 빠르고 고르게 경화되도록 보장합니다.

3. 정확한 로딩 및 견고한 폐쇄

• 재료 배치: 실리콘 블록은 금형 캐비티에 직접 배치됩니다. 적절한 배치는 완성된 부품의 정확도와 일관성에 영향을 미칩니다.
• 마감 및 압박: 프레스는 금형을 단단히 닫습니다. 그런 다음 보통 10~100MPa의 고압을 가합니다. 이 열과 압력 하에서 실리콘은 캐비티의 모든 부분으로 흘러들어가 갇힌 공기를 밀어냅니다. 이는 기포를 방지하고 완벽한 충전을 보장합니다.

4. 열과 압력 하에서 경화

바로 여기서 마법이 일어납니다. 고온 고압에서 경화제가 화학적 가교 반응을 일으킵니다. 실리콘은 부드럽고 성형 가능한 소재에서 강하고 탄력 있는 고체로 변형됩니다.

경화 시간은 두께, 실리콘 종류, 그리고 온도에 따라 달라집니다. 보통 몇 초에서 몇 분 정도 걸립니다.

5. 탈형 및 마무리

금형 열기:

경화가 완료되면 금형을 열고 실리콘 부분을 제거합니다.

후처리:

• 디플래싱:

외관 개선을 위해 가장자리 주변의 과도한 실리콘을 제거합니다. 제거 방법에는 수동 트리밍, 다이커팅, 극저온 디플래싱 또는 표면 연삭 등이 있습니다.

• 후경화(선택 사항이지만 권장):

고급 실리콘 제품, 특히 식품 등급이나 의료 등급 제품의 경우, 후경화가 종종 수행됩니다. 부품을 150~200°C의 오븐에서 몇 시간 동안 굽습니다. 이를 통해 가교 결합이 개선되고, 잔류 휘발성 물질이 제거되며, 내구성, 안정성 및 생체 적합성이 향상됩니다.

청소 및 검사:

최종 제품은 필요한 경우 세척을 거친 후 크기, 외관, 성능을 검사하여 모든 품질 기준을 충족하는지 확인합니다.

압축 성형에 필요한 장비와 금형 요구사항은 무엇입니까?

효율적이고 고품질의 실리콘 압축 성형을 달성하려면 올바른 성형 장비를 선택하고 잘 설계된 금형을 갖추는 것이 중요합니다.

성형 장비

압축 성형기의 종류와 설치는 제품 품질과 생산 속도에 직접적인 영향을 미칩니다. 주요 요구 사항은 다음과 같습니다.

• 수직 또는 수평 누르기: 공장 레이아웃, 제품 크기, 그리고 작업 선호도에 따라 선택하세요. 수직 프레스는 공간을 절약하고 수동 적재/하역 작업을 더 쉽게 해줍니다. 수평 프레스는 특정 자동화 설정에 더 적합할 수 있습니다.
• 정확한 온도 제어(±1°C): 실리콘 가황은 열에 매우 민감합니다. 금형 온도를 ±1°C 이내로 유지하는 시스템은 균일한 경화와 일관된 제품 품질을 보장합니다. 온도 변화에 따라 경화 부족, 과경화 또는 탄 자국이 발생할 수 있습니다.
• 자동 탈형 또는 이젝터 시스템(선택 사항): 대량 생산이나 복잡한 형상의 경우, 자동 이젝터는 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 수동 작업을 줄이고 부품 제거 시 부품 손상 위험을 줄여줍니다.
• 진공 기능: 진공 시스템을 갖춘 기계는 압력을 가하기 전에 금형 캐비티에서 공기를 제거할 수 있습니다. 이는 제품 품질을 향상시키고, 기포를 줄이며, 보이드 발생을 방지하는 데 도움이 되며, 특히 완벽한 외관과 구조가 요구되는 제품에 유용합니다.

금형 설계 팁

금형은 압축 성형의 핵심입니다. 좋은 설계는 제품의 정밀도, 외관, 그리고 효율성을 향상시킵니다.

• 통풍구 홈: 금형 분리선에 있는 작은 통풍구는 실리콘이 캐비티를 채울 때 공기가 빠져나가는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 기포, 쇼트 샷, 탄 자국 발생 위험이 줄어들고 제품의 매끄러운 마감 처리가 가능합니다.
• 분할선 위치: 파팅 라인은 남은 재료를 얼마나 쉽게 다듬을 수 있는지, 그리고 완제품의 외관에 영향을 미칩니다. 스마트한 디자인은 파팅 라인을 숨기고 다듬기를 더 쉽게 만들어 줍니다. 이는 작업 시간을 단축하고 외관을 개선하는 데 도움이 됩니다.
• 캐비티 내 실리콘 배치: 이는 실리콘이 압력 하에서 어떻게 퍼지고 흘러내리는지를 나타냅니다. 잘 설계된 금형은 실리콘이 캐비티를 고르게 채워 플래싱, 변형 또는 불완전한 부품과 같은 문제를 방지합니다.
• 냉각 시스템(선택 사항): 실리콘은 열경화되지만, 금형에 냉각 채널을 추가하면 사이클 시간을 단축할 수 있습니다. 탈형 후 급속 냉각은 다음 생산 속도를 높이고 전반적인 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다.

그 장점은 무엇인가?

저용량에서 중용량 생산에 비용 효율적:

실리콘 압축 성형은 초기 비용이 낮기 때문에 소규모 및 중규모 생산에 비용 효율적입니다. 이 공정에 사용되는 금형은 사출 금형보다 간단하고 저렴하여 시제품, 맞춤형 부품 또는 특수 디자인 제품에 이상적입니다.

강력하고 내구성 있는 부품:

압축 성형 실리콘 부품은 구조가 안정적이며, 혹독한 환경, 극한의 온도, 반복적인 응력을 견딜 수 있으므로 자동차, 의료, 전자와 같은 산업의 중요한 응용 분야에 적합합니다.

다양한 소재 옵션:

실리콘 압축 성형은 고온 가황 실리콘과 액상 실리콘 고무를 포함한 다양한 실리콘을 수용할 수 있습니다. 이러한 유연성 덕분에 제조업체는 경도, 유연성, 내화학성 등 특정 성능 요건에 맞는 최적의 소재를 선택할 수 있습니다.

저폐기물 생산:

압축 성형에서 발생하는 재료 낭비는 최소화되며, 특히 사출 성형과 비교했을 때 더욱 그렇습니다. 사출 성형의 경우 일반적으로 성형 공정 후에 여분의 재료를 잘라냅니다.

단점은 무엇인가?

긴 사이클 타임

압축 성형은 소량 생산에 효율적이지만, 일반적으로 사이클 타임이 사출 성형보다 깁니다. 가열, 경화, 냉각 과정에 더 많은 시간이 소요되어 전체 생산 속도에 영향을 미칩니다.

노동 집약적 프로세스

압축 성형은 금형 로딩 및 경화 모니터링과 같은 수작업이 더 많이 필요합니다. 이로 인해 자동화 방식에 비해 인건비가 더 많이 들고 효율성이 떨어지는 경우가 많습니다.

제한된 생산 규모

실리콘 압축 성형은 소규모 생산에 더 적합합니다. 대량 생산의 경우, 사출 성형이나 트랜스퍼 성형과 같은 다른 방법이 사이클 시간이 빠르고 자동화 수준이 높아 더 많은 양을 처리할 수 있어 더 효율적일 수 있습니다.

실리콘 압축 성형의 응용 분야

실리콘 압축 성형은 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 아래 표는 자동차, 의료, 가전제품 등 이 공정의 다양한 적용 분야를 보여줍니다.

결론

실리콘 압축 성형은 소규모 및 중규모 생산 시 비용 효율성, 높은 정밀도, 그리고 다양한 소재 선택 등 여러 가지 이점을 제공합니다. 그러나 긴 사이클 타임, 높은 노동 집약도, 그리고 대량 생산을 위한 확장성 제약 등의 어려움도 있습니다. 제조업체는 생산량, 소재 요구 사항, 그리고 프로젝트에 필요한 정밀도 등의 요소를 고려하여 이러한 장단점을 신중하게 고려해야 합니다.