사출성형의 클램핑력의 중요성과 핵심 요소
소개
글로벌 기업들이 ESG 지속 가능한 사업 관행을 적극적으로 홍보하고 전기 자동차 산업이 급속히 성장함에 따라 경량 자동차 부품, 복합 소재 인테리어 트림 구성 요소, 스마트 광학 자동차 조명과 같은 플라스틱 구성 요소에 대한 수요가 크게 증가했습니다. 이러한 구성 요소는 더욱 정밀하고 복잡하게 설계되고 있으며, 소량 생산, 다각화된 생산 추세로 인해 사출 성형 기계의 성능 요구 사항이 점점 더 엄격해졌습니다. 특히 제품 품질 안정성과 생산 효율성이라는 두 가지 요구 사항 하에서 클램핑 힘의 균일성과 정확성이 중요한 영향 요인이 되었습니다.
그림 1: ESG 지속 가능한 개발 목표에 대한 FCS의 약속
사출성형과 클램핑력의 상관관계
사출 성형 공정 동안 금형은 고압 사출을 견뎌야 합니다. 따라서 적절한 클램핑 힘은 금형 폐쇄를 유지하고 플래시를 방지하며 제품 치수 정확성을 보장하는 데 필수적입니다. 가장 중요한 요소는 클램핑 힘의 안정성 과 균일성 입니다. 클램핑 힘의 크기는 금형 지지 및 배출 동작에 영향을 미칩니다. 합리적이고 안정적인 클램핑 힘은 용융 충진 중 치수 안정성을 유지할 뿐만 아니라 금형 손상을 방지합니다. 동시에 4개의 타이 바에서 클램핑 힘의 균일성은 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 클램핑 힘이 고르지 않게 분포되면 금형 정렬 불량, 플래시 형성, 심지어 타이 바 파손 및 금형 손상으로 쉽게 이어질 수 있으며, 이는 생산 중단 및 유지 관리 비용 증가를 초래할 수 있습니다.
클램핑 힘 편차의 원인
사출성형 생산 공정 중에 클램핑 힘은 다음을 포함한 여러 요인으로 인해 달라질 수 있습니다.
- 금형 벽 온도 상승 : 생산 중에 용융물의 고온이 열전도를 통해 금형 벽으로 전달되어 클램핑력의 안정성에 영향을 미칩니다.
- 유압 오일 점도의 변화 : 온도가 변하면 시스템 내 유압 오일의 점도가 변하여 클램핑 메커니즘의 힘 전달에 영향을 미칩니다.
- 타이바 피로 : 장시간 작동은 타이바에서 재료 피로를 초래하여 강성이 감소하고 클램핑력 분포가 고르지 않게 될 수 있습니다.
- 환경 온도 변화 : 공장 내부 주변 온도의 변화는 기계 작동의 안정성에 영향을 미칠 수도 있습니다.
- 기계적 마찰열과 금형 열전도 : 기계적 작동 중 발생하는 마찰열과 금형의 고유한 열전도는 클램핑력의 성능에 영향을 미칩니다.
클램핑 힘 균일성을 개선하는 방법
사출 성형 제품의 품질 안정성을 보장하기 위해서는 클램핑 힘의 균일성과 안정성을 개선하는 것이 필요합니다. 이는 다음 방법을 통해 달성할 수 있습니다.
- 금형 벽 강성 증가 : 금형 벽 구조를 강화하면 하중 하에서 변형을 줄이고 클램핑 힘 분포의 균일성을 개선할 수 있습니다. 그러나 단순히 금형 벽 두께를 늘려 강성을 높이는 것은 기계의 응답을 늦출 뿐입니다. 따라서 재료 선택과 구조 설계를 통해 강성을 높이는 것이 가장 좋은 방법입니다.
- 클램핑 구조 개선 : 기존의 안쪽 토글 디자인에서 바깥쪽 토글 구조로 변경하면 힘 흐름의 분포가 개선되어 클램핑 힘이 금형에 더 균일하게 적용됩니다.
- 실시간 모니터링 및 피드백 제어 시스템 : 센서를 사용하여 4개의 타이 바의 클램핑 힘 변화를 실시간으로 모니터링하고 보상을 위해 자동으로 조정함으로써 클램핑 힘을 설정 값과 일관되게 유지할 수 있습니다.
클램핑 힘 설정의 영향
클램핑 힘 설정은 제품 특성 및 금형 설계에 따라 정확하게 조정해야 합니다. 클램핑 힘을 너무 낮게 설정하면 고압 사출 시 금형이 강제로 열려 플래시(과도한 재료) 문제가 발생할 수 있습니다. 반대로 너무 높게 설정하면 환기가 제대로 되지 않아 충전 끝부분에 화상 자국과 같은 결함이 발생할 수 있으며 템플릿 변형이 발생할 수도 있습니다.
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그림 2: 클램핑력이 부족하여 발생하는 제품 결함: (a) 플래시 (b) 타 자국
그림 3: 템플릿 변형 분석
또한, 기계의 클램핑 구조 설계는 클램핑 힘 설정에 다양한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 내향 토글 설계의 사출 성형 기계에서 토글 잠금 지점이 금형 벽의 바깥쪽에 위치하기 때문에 힘 흐름의 방향은 금형의 중앙보다 주변에 더 높은 압력을 가하는 경향이 있습니다. 클램핑 힘이 너무 높게 설정되면 금형 변형 및 캐비티 벽 왜곡이 발생할 가능성이 더 큽니다. 반면, 중앙 클램핑 메커니즘이 있는 외향 토글 설계는 클램핑 힘을 보다 균일하게 분배하여 플래시 문제를 효과적으로 줄이고 특히 오래된 금형에 적합합니다.
FCS SA 시리즈 아웃워드 토글 사출 성형기의 장점
FCS는 제품 개발 초기부터 ESG 원칙을 홍보해 왔으며, 고성능, 고효율성, 고유연성에 중점을 두었고, 이를 통해 SA 시리즈가 개발되었습니다. 이 시리즈는 100~3200톤 범위의 외향 토글 사출 성형기를 포함합니다. 최적화된 힘 흐름 분석을 통해 적용되는 힘의 균일성이 향상되고 금형 벽 변형이 감소합니다. 또한 최적화된 금형 플레이트 설계로 금형 플레이트의 강성이 30% 증가하고 무게가 11.5% 감소하여 기계의 반응성이 향상되었습니다.
SA 시리즈는 타이바 클램핑 힘을 위한 옵션 자동 피드백 제어 모듈을 제공합니다. 이 모듈은 기계를 멈출 필요 없이 생산 중에 자동으로 교정 및 조정하여 항상 최적의 성능을 보장합니다. 또한 이 모듈에는 편차가 위험 임계값을 초과할 때 즉시 경고를 제공할 수 있는 클램핑 힘 편차 경고 기능이 장착되어 있어 가동 중단 위험을 효과적으로 줄일 수 있습니다.
SA 시리즈 아웃워드 토글 사출 성형기와 타이바 클램핑 힘을 위한 자동 피드백 제어 모듈의 조합은 클램핑 힘의 균일성을 보장하는 최상의 솔루션입니다. 자동차 광학 부품 및 범퍼와 같은 높은 길이 대 폭 비율의 제품과 다중 캐비티 병 프리폼 제품에 특히 적합합니다.
그림 4: SA 시리즈 아웃워드 토글 사출 성형기
 | 소개 새롭게 출시된 서보 유압 에너지 절약 모델로, 외향 토글 클램핑 장치가 있습니다. 적용 산업으로는 가정용품, 문구, 자동차, 3C 및 가전제품이 있으며, 특히 다기능 프린터, 노트북 또는 컴퓨터 부품에 적합합니다. 클램핑 스트로크가 더 크기 때문에 깊은 배럴 유형의 제품에도 적합합니다. 클램핑 힘은 100톤에서 3,200톤까지 다양합니다. |
