플라스틱 성형에 일반적으로 사용되는 10가지 공정

여기서는 일반적으로 사용되는 플라스틱 성형 공정 10가지를 소개합니다. 자세한 내용은 계속 읽어보세요.

1. 사출 성형
2. 블로우 성형
3. 압출 성형
4. 캘린더링(시트, 필름)
5. 압축 성형
6. 압축 사출 성형
7. 회전 성형
8. 여덟 번째, 플라스틱 드롭 몰딩
9. 물집 형성
10. 슬러시 몰딩

1. 사출 성형

사출 성형의 원리는 과립 또는 분말 형태의 원료를 사출기의 호퍼에 투입하고, 원료가 가열되어 용융되면 유동 상태가 되는 것입니다. 사출기의 스크류 또는 피스톤에 의해 구동되는 이 유동 상태의 원료는 노즐과 게이팅 시스템을 통해 금형 캐비티로 들어가 금형 캐비티 내에서 경화되어 원하는 형태로 성형됩니다. 사출 성형 품질에 영향을 미치는 요소로는 사출 압력, 사출 시간, 사출 온도 등이 있습니다.

프로세스 특징:

이점:

(1) 짧은 성형 주기, 높은 생산 효율, 쉬운 자동화.

(2) 복잡한 모양, 정밀한 치수, 금속 또는 비금속 삽입물을 포함하는 플라스틱 부품을 성형할 수 있습니다.

(3) 안정적인 제품 품질.

(4) 폭넓은 적응성.

결점:

(1) 사출 성형 장비의 가격은 상대적으로 높습니다.

(2) 사출 금형의 구조는 복잡하다.

(3) 생산비용이 높고 생산주기가 길어 단일 부품 및 소량 플라스틱 부품 생산에 적합하지 않습니다.

애플리케이션:

산업 제품에서 사출 성형 제품에는 주방 용품(쓰레기통, 그릇, 양동이, 냄비, 식기류 및 각종 용기), 전자 기기 하우징(헤어드라이어, 진공청소기, 믹서기 등), 장난감 및 게임, 자동차 산업 제품, 기타 여러 제품의 부품 등이 포함됩니다.

1) 삽입 사출 성형

인서트 성형은 미리 준비된 다양한 재질의 인서트를 금형에 넣은 후 수지를 주입하는 성형 방식입니다. 용융된 재료가 인서트에 접착되어 응고됨으로써 일체형 제품을 형성하는 성형 방법입니다.

프로세스 특징:

(1) 여러 개의 삽입물을 미리 조합하여 구성하면 제품 단위 조합의 사후 엔지니어링이 더욱 합리적이 됩니다.
(2) 수지의 성형성 및 굽힘성이 용이하고 금속의 강성, 강도 및 내열성이 우수하여 복잡하고 정교한 금속-플라스틱 일체형 제품을 만들 수 있다.
(3) 특히 수지의 절연성과 금속의 전도성의 조합을 활용하면 성형 제품은 전기 제품의 기본 기능을 충족할 수 있습니다.
(4) 고무 밀봉 패드에 대한 경질 성형 제품 및 곡선 탄성 성형 제품의 경우, 기판에 사출 성형하여 일체형 제품을 형성한 후 밀봉 링을 배열하는 복잡한 작업을 생략할 수 있어 후속 공정의 자동 결합이 더 쉬워집니다.

2) 2색 사출 성형

2색 사출 성형은 서로 다른 두 가지 색상의 플라스틱을 동일한 금형에 주입하는 성형 방법을 말합니다. 이 방법을 통해 플라스틱에 두 가지 색상을 표현할 수 있을 뿐 아니라, 규칙적인 무늬나 불규칙적인 모아레 무늬를 구현하여 플라스틱 부품의 실용성과 미관을 향상시킬 수 있습니다.

프로세스 특징:

(1) 핵심재료는 주입압을 낮추기 위해 저점도재료를 사용할 수 있습니다.
(2) 환경 보호 측면에서 핵심 재료는 재활용 2차 재료를 사용할 수 있습니다.
(3) 사용 특성에 따라 예를 들어 두꺼운 제품의 가죽층에는 부드러운 재료를 사용하고 심재에는 단단한 재료를 사용합니다. 또는 심재에 발포 플라스틱을 사용하여 무게를 줄일 수 있습니다.
(4) 비용을 절감하기 위해 품질이 낮은 핵심 재료를 사용할 수 있습니다.
(5) 스킨 재료 또는 코어 재료는 전자기파 간섭 방지, 높은 전기 전도성 등의 특수 표면 특성을 가진 고가의 재료로 만들 수 있습니다. 이는 제품 성능을 향상시킬 수 있습니다.
(6) 스킨 재료와 코어 재료의 적절한 조합은 성형 제품의 잔류 응력을 감소시키고 기계적 강도 또는 제품 표면 특성을 향상시킬 수 있습니다.

3) 마이크로폼 사출 성형 공정

마이크로폼 사출 성형 공정은 혁신적인 정밀 사출 성형 기술입니다. 제품은 기공의 팽창을 통해 채워지며, 낮은 압력과 중간 압력 하에서 제품 성형이 완료됩니다.

미세 기포 발포 성형 공정은 세 단계로 나눌 수 있습니다.

먼저, 초임계 유체(이산화탄소 또는 질소)를 핫멜트 접착제에 용해시켜 단일상 용액을 형성합니다. 그런 다음 스위치 노즐을 통해 낮은 온도와 압력으로 금형 캐비티에 주입합니다. 온도와 압력 감소로 인해 분자 불안정성이 발생하여 제품 내부에 다수의 기포 핵이 생성됩니다. 이 기포 핵은 점차 성장하여 미세한 구멍을 형성합니다.

프로세스 특징:

(1) 정밀 사출 성형.
(2) 기존 사출 성형의 많은 한계를 극복합니다. 가공물의 무게를 크게 줄이고 성형 주기를 단축할 수 있습니다.
(3) 공작물의 뒤틀림 변형과 치수 안정성이 크게 향상됩니다.

애플리케이션:

자동차 대시보드, 도어 패널, 에어컨 덕트 등

4) 나노 사출 성형(NMT)

NMT(나노 성형 기술)는 나노 기술을 이용하여 금속과 플라스틱을 결합하는 방법입니다. 금속 표면을 나노 처리한 후, 플라스틱을 금속 표면에 직접 주입하여 금속과 플라스틱을 일체형으로 성형할 수 있습니다. 나노 성형 기술은 플라스틱 주입 위치에 따라 두 가지 유형의 공정으로 나뉩니다.

(1) 플라스틱은 비외관면의 일체형 성형품이다.
(2) 플라스틱은 외부 표면과 일체형으로 성형됩니다.

프로세스 특징:

(1) 제품은 금속성 외관과 질감을 가지고 있습니다.
(2) 제품의 기계 부품 설계를 단순화하여 CNC 가공보다 제품을 더 가볍고, 얇고, 짧고, 작게 만들고 비용 효율성을 높입니다.
(3) 생산비용을 절감하고 높은 접착 강도를 가지며 관련 소모품의 사용률을 크게 줄입니다.

적용 가능한 금속 및 수지 재료:

(1) 알루미늄, 마그네슘, 구리, 스테인리스강, 티타늄, 철, 아연 도금 강판, 황동.
(2) 알루미늄 합금의 적응성은 1000~7000 시리즈를 포함하여 강하다.
(3) 수지에는 PPS, PBT, PA6, PA66 및 PPA가 포함됩니다.
(4) PPS는 특히 접착력이 매우 강하다(3000N/c㎡).

애플리케이션:

휴대폰 케이스, 노트북 케이스 등

블로우 성형

블로우 성형은 압출기에서 압출된 용융된 열가소성 원료를 금형에 채운 후, 원료에 공기를 불어넣는 공정입니다. 용융된 원료는 공기압에 의해 팽창하여 금형 벽면에 밀착됩니다. 마지막으로 냉각 및 경화 과정을 거쳐 원하는 제품 형태로 성형됩니다. 블로우 성형은 필름 블로우 성형과 중공 블로우 성형의 두 가지 유형으로 나뉩니다.

1) 필름 블로잉

필름 블로잉은 용융된 플라스틱을 압출기 헤드의 다이의 환형 틈새를 통해 원통형의 얇은 튜브로 압출하는 공정입니다. 동시에 기계 헤드의 중앙 구멍을 통해 얇은 튜브 내부로 압축 공기를 불어넣습니다. 이렇게 만들어진 얇은 튜브는 직경이 더 큰 관형 필름(일반적으로 버블 튜브라고 함)으로 변형되고, 냉각 후 코일 형태로 감깁니다.

2) 중공 블로우 성형

중공 블로우 성형은 금형 캐비티 내부에 밀폐된 고무와 같은 프리폼을 가스 압력으로 팽창시켜 속이 빈 제품을 만드는 2차 성형 기술입니다. 이는 속이 빈 플라스틱 제품을 생산하는 방법입니다. 중공 블로우 성형은 프리폼의 제조 방법에 따라 압출 블로우 성형, 사출 블로우 성형, 연신 블로우 성형 등으로 다양합니다.

1))압출 블로우 성형:이 공정은 압출기를 사용하여 관형 프리폼을 압출하고, 뜨거운 상태에서 금형 캐비티에 고정시킨 후 바닥을 밀봉하는 것입니다. 그런 다음 압축 공기를 튜브 블랭크의 내부 캐비티에 통과시켜 원하는 모양으로 불어넣습니다.

2))사출 블로우 성형:사용되는 프리폼은 사출 성형으로 만들어집니다. 프리폼은 금형의 중심부에 남아 있습니다. 블로우 성형기로 금형을 닫은 후, 압축 공기가 금형 중심부를 통과합니다. 프리폼이 팽창하고 냉각된 후, 탈형을 통해 제품이 얻어집니다.

이점:

제품의 벽 두께가 균일하고, 무게 오차가 작으며, 후가공이 적고, 모서리 부분의 폐기물이 적습니다.

이 장비는 소량의 정제된 제품을 대량 생산하는 데 적합합니다.

3))스트레치 블로우 성형:연신 온도까지 가열된 프리폼을 블로우 성형기에 넣습니다. 연신봉을 이용하여 세로 방향으로 늘리고 압축 공기를 불어넣어 가로 방향으로 늘려 제품을 얻습니다.

애플리케이션:

(1) 필름 블로우 성형은 주로 얇은 플라스틱 금형을 만드는 데 사용됩니다.
(2) 중공 블로우 성형은 주로 중공 플라스틱 제품(병, 포장 용기, 물통, 연료 탱크, 캔, 장난감 등)을 만드는 데 사용됩니다.

압출 성형

압출 성형은 주로 열가소성 수지 성형에 적합하며, 유동성이 좋은 일부 열경화성 및 강화 플라스틱 성형에도 적합합니다. 성형 공정은 회전하는 스크류를 이용하여 가열 및 용융된 열가소성 원료를 원하는 단면 형상으로 압출하는 것입니다. 압출된 원료는 성형기에서 원하는 모양으로 성형된 후, 냉각기에서 냉각 및 경화되어 원하는 단면을 가진 제품이 완성됩니다.

프로세스 특징:

(1) 장비 비용이 저렴합니다.
(2) 작동이 간단하고 공정 제어가 용이하며 연속 자동 생산을 실현하기에 편리합니다.
(3) 높은 생산 효율.
(4) 제품의 품질은 균일하고 밀도가 높습니다.
(5) 기계 헤드의 다이를 변경하면 다양한 단면 형상을 가진 제품 또는 반제품을 만들 수 있습니다.

애플리케이션:

제품 설계 분야에서 압출 성형은 활용도가 높습니다. 압출 제품의 종류에는 파이프, 필름, 봉, 모노필라멘트, 평면 테이프, 그물, 중공 용기, 창문, 문틀, 판재, 케이블 피복재, 모노필라멘트 및 기타 특수 형상 재료 등이 있습니다.

캘린더링(시트, 필름)

캘린더링은 플라스틱 원료를 가열된 롤러들을 통과시키면서 압출 및 연신 작용을 통해 필름이나 시트 형태로 만드는 공정입니다.

프로세스 특징:

장점:

(1) 우수한 제품 품질, 대규모 생산 능력 및 자동 연속 생산.
(2) 단점: 대형 장비, 높은 정밀도 요구 사항, 많은 보조 장비, 제품 폭이 캘린더 롤러의 길이에 의해 제한됨.

애플리케이션:

주로 PVC 연질 필름, 시트, 인조 가죽, 벽지, 바닥재 등의 생산에 사용됩니다.

압축 성형

압축 성형은 주로 열경화성 플라스틱 성형에 사용됩니다. 성형 재료의 특성과 가공 장비 및 기술의 특성에 따라 압축 성형은 압축 성형과 적층 성형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

1) 압축 성형

압축 성형은 열경화성 플라스틱과 강화 플라스틱을 성형하는 주요 방법입니다. 이 공정은 특정 온도로 가열된 금형 내에 원료를 넣고 압력을 가하여 원료가 녹고 흐르면서 금형 내부를 고르게 채우도록 하는 것입니다. 일정 시간 동안 열과 압력 하에서 원료는 제품으로 성형됩니다.압축 성형기이 프로세스를 사용합니다. 

프로세스 특징:

성형 제품은 밀도가 높고, 크기가 정확하며, 표면이 매끄럽고 정돈되어 있으며, 게이트 자국이 없고 안정성이 뛰어납니다.

애플리케이션:

산업 제품 중 성형 제품에는 전기 장비(플러그 및 소켓), 냄비 손잡이, 식기 손잡이, 병뚜껑, 변기, 깨지지 않는 식기(멜라민 접시), 조각된 플라스틱 문 등이 포함됩니다.

2) 적층 성형

적층 성형은 동일하거나 서로 다른 두 개 이상의 재료를 가열 및 압력 조건 하에서 판재 또는 섬유질 재료를 충전재로 사용하여 하나의 전체로 결합하는 방법입니다.

프로세스 특징:

적층 성형 공정은 함침, 압착, 후가공의 세 단계로 구성됩니다. 주로 강화 플라스틱 시트, 파이프, 봉, 모형 제품 생산에 사용되며, 조밀한 조직과 매끄럽고 깨끗한 표면을 특징으로 합니다.

압축 사출 성형

압축 사출 성형은 트랜스퍼 성형이라고도 하는 압축 성형을 기반으로 개발된 열경화성 플라스틱 성형 방법입니다. 공정은 사출 성형 공정과 유사합니다. 압축 사출 성형 시, 플라스틱은 금형의 공급 캐비티에서 가소화된 후 게이팅 시스템을 통해 캐비티로 들어갑니다. 사출 성형은 사출 성형기의 배럴에서 가소화 과정을 거칩니다.

압축 사출 성형과 압축 성형의 차이점은 압축 성형은 재료를 먼저 투입한 후 금형을 닫는 방식인 반면, 사출 성형은 일반적으로 재료 투입 전에 금형을 닫아야 한다는 점입니다.

프로세스 특징:

장점: (압축 성형 방식과 비교했을 때)

(1) 플라스틱은 캐비티에 들어가기 전에 가소화되어 복잡한 모양, 얇은 벽 또는 벽 두께의 큰 변화, 미세 삽입물을 가진 플라스틱 부품을 생산할 수 있습니다.
(2) 성형주기를 단축하고 생산효율을 향상시키며 플라스틱 부품의 밀도와 강도를 향상시킵니다.
(3) 플라스틱 성형 전에 금형이 완전히 닫혀 있기 때문에 분할면의 플래시가 매우 얇아 플라스틱 부품의 정밀도를 쉽게 보장할 수 있고 표면 조도도 낮습니다.

결점:

(1) 공급실에는 항상 남은 재료의 일부가 남아 있게 되며, 원료 소비량이 상대적으로 많습니다.
(2) 게이트 마크를 다듬으면 작업량이 증가합니다.
(3) 성형 압력은 압축 성형보다 크고 수축률은 압축 성형보다 크다.
(4) 금형의 구조는 압축 금형의 구조보다 더 복잡하다.
(5) 공정 조건이 압축 성형보다 엄격하고 작업이 어렵습니다.

회전 성형

회전 성형은 금형에 플라스틱 원료를 넣고, 금형을 두 개의 수직축을 따라 연속적으로 회전시키면서 가열하는 방식입니다. 중력과 열에너지의 작용으로 금형 내부의 플라스틱 원료는 점진적으로 균일하게 용융되어 금형 캐비티 전체 표면에 도포됩니다. 원하는 모양으로 성형된 후 냉각 및 성형 과정을 거쳐 탈형하면 최종적으로 제품이 얻어집니다.

이점:

(1) 더 많은 설계 공간을 제공하고 조립 비용을 줄입니다.
(2) 간단한 수정과 저렴한 비용.
(3) 원자재를 절약합니다.

애플리케이션:

수구공, 플로트볼, 소형 수영장, 자전거 안장 패드, 서핑보드, 기계 케이스, 보호 커버, 전등갓, 농업용 분무기, 가구, 카누, 캠핑카 지붕 등

8. 플라스틱 드롭 몰딩

드롭 몰딩은 특정 조건에서는 점성 유동 상태를 유지하고 상온에서는 고체 상태로 되돌아가는 가변적인 열가소성 고분자 소재를 사용하는 공정입니다. 적절한 방법과 특수 금형을 이용하여 점성 유동 상태의 소재를 원하는 형상으로 성형한 후 상온에서 경화시킵니다. 이 공정은 주로 접착제 계량, 플라스틱 분사, 냉각 및 경화의 세 단계로 구성됩니다.

이점:

(1) 본 제품은 투명도와 광택이 우수합니다.
(2) 마찰 방지, 방수, 오염 방지 등의 물리적 특성을 가지고 있습니다.
(3) 독특한 3차원 효과를 가지고 있습니다.

애플리케이션:

비닐장갑, 풍선, 콘돔 등

물집 형성

블리스터 성형(진공 성형)은 열가소성 수지 열성형 방법 중 하나입니다. 진공 성형기의 프레임에 판재 또는 시트 재료를 고정하는 방식으로, 가열 및 연화 과정을 거쳐 금형 가장자리의 공기 통로를 통해 진공에 흡착됩니다. 짧은 냉각 과정을 거치면 성형된 플라스틱 제품이 얻어집니다.

프로세스 특징:

진공 성형 방법에는 주로 오목형 금형 진공 성형, 볼록형 금형 진공 성형, 오목형 및 볼록형 금형 연속 진공 성형, 기포 분사 진공 성형, 플런저 압입 진공 성형, 가스 완충 장치를 이용한 진공 성형 등이 있습니다.

이점:

이 장비는 비교적 간단하며, 금형은 압력을 견딜 필요가 없고 금속, 목재 또는 석고로 제작할 수 있으며, 성형 속도가 빠르고 조작이 간편합니다.

애플리케이션:

식품, 화장품, 전자제품, 철물, 장난감, 공예품, 의약품, 건강 관리 제품, 생활용품, 문구류 등 다양한 산업 분야의 내외부 포장에 널리 사용됩니다. 일회용 컵, 다양한 컵 모양 용기, 갈대 트레이, 모종 트레이, 생분해성 패스트푸드 용기 등에 사용됩니다.

슬러시 몰딩

슬러시 성형은 특정 온도로 예열된 금형(오목형 또는 암형 금형)에 플라스티졸과 같은 반죽 형태의 플라스틱을 붓는 공정입니다. 금형 내부 벽면에 붙어 있는 반죽 플라스틱은 열에 의해 겔화되고, 겔화되지 않은 부분은 금형에서 배출됩니다. 이 방법은 금형 내부 벽면에 붙어 있는 반죽 플라스틱을 열처리(소성 및 용융)한 후 냉각시켜 금형에서 중공 제품을 얻는 방식입니다.

프로세스 특징:

(1) 장비 비용이 저렴하고 생산 속도가 빠릅니다.
(2) 공정 제어는 간단하지만 제품의 두께 및 품질(중량)의 정확도가 떨어집니다.

애플리케이션:

주로 고급 자동차 대시보드 및 뛰어난 촉감과 시각적 효과가 요구되는 기타 제품, 슬러시 플라스틱 장난감 등에 사용됩니다.