스크류 전진시간과 결정성 수지의 고품질 성형

  높은 품질의 성형품을 생산하기 위해서는 올바른 수지, 적절한 성형기, 금형설계의 선택 및 최적의 작업조건 등이 갖추어져야 한다. 최적 작업조건의 일부로서 스크류 전진시간(SFT)의 중요성에 대한 언급하고자 한다.
스크류 전진 시간이란?
스크류 전진시간은 사출시간과 유압에 의해 스크류가 전진되어있는 시간(보압시간)을 말한다.(그림1)

그림1.성형사이클

무엇이 최적의 SFT를 결정하는가?
최적의 SFT는 결정성 수지의 본질에 의해 좌우되며, 성형품의 두께 및 게이트 크기에 영향을 받는다.
용융된 수지가, 예를 들면 아세탈수지가, 사출되면 차가운 금형이 캐비티와 접촉하게 되며 결정화 과정이 시작된다. 용융된 아세탈수지(비중 1.14)가 고화되면(비중 1.42)금형내 수축이 발생하게 된다. 케비티 내에 적정한 수준으로 수지를 충진시키기 위해서는 결정화 과정이 끝나고 케이트 부위가 고화될 때까지 충분한 보압을 유지시켜야 한다.
다시말하면 결정화가 진행되어 수지가 수축할 때 SFT가 불충분하게 유지되면, 싱크마크와 공동(Void)가 생기게 된다.

어떻게 SFT를 결정하는가?
1)중량으로 판단하는 방법
SFT를 증가시켜 가면서 성형품의 중량을 측정하여 어느 시간 이후로는 무게가 증가하지 않게 되는데 성형품의 무게가 일정하게 유지되기 시작하는 시간이 최적의 물성 및 최소의 치수공차를 유지하는 SFT이다.

2)수지별 SFT시간

수   지	SFT(초) : 게이트 mm당
아세탈수지	16
나일론66 수지	8
나일론 강화수지	5
PET 강화수지	6

SFT와 냉각시간
비결정수지와 달리 결정성수지는 냉각시간이 거의 필요치 않다. 스크류 전진시간 동안 결정화가 일어나면 성형품이 완전히 고화된다. 비결정성 수지는 냉각시간중 고화가 일어나나 결정성수지의 경우는 냉각시간이 중요하지 않다.

SFT와 성형주기(사이클 타임)
성형품의 용도가 까다롭지 않고, 제품의 물성이 사용자의 필요를 충족시킨다면 SFT는 이상적인 경우보다 짧을 수도 있고, 게이트 크기도 제품두께의 절반이하가 될 수도 있다.

SFT, 런너의 크기, 게이트 위치 및 크기와의 상관관계
성형품의 케이트 설계가 적절한 경우에만 SFT가 효과적인 기능을 발휘할 수 있다. 금형 캐비티가 충분히 충진되지 않은 상태에서 게이트가 고화된다면, 공동과 싱크마크가 없어지지 않는다. 결정성 수지 성형시에, SFT의 마지막 순간에 게이트가 고화되어야 한다.

 

편집 : 이엔지폴리머