가소화 속도를 고려한 사출기계의 적합한 선택

가소화 속도를 고려한 사출기계의 적합한 선택

 사출 성형품은 시간이 생명이다. 정상적인 한 싸이클이 제품을 만들어 내는 시간이며 이는 곧 매출과 직결되기 때문이다. 사출 관련 장비 이상으로 싸이클 시간을 손해 본다거나 제품의 불량이 발생한다면 업체 입장에서는 치명적일 수 밖에 없다. 

이러한 피해를 최소화 하기위해 사업장에서는 시간 단축을 위한 여러 장비들을 설치하는데 대부분의 성형가공 업체들은 사출요소들을 정확하게 분석하는 것이 아니라 추측에 기반하여 견적을 내곤 한다. 이는 1초의 사이클 시간이 연간 수 천만 원의 이익과 손실을 좌우하게 되는 것을 감안하면 큰 문제가 아닐 수 없다.

사이클을 분석하고 적합한 기계를 선택하기 위해 고려해야 할 사항은 무엇일까? 우선 사출 성형기마다 사출 사이즈와 용량을 계산 할 때, 폴리스티렌 용융수지의 밀도를 기준으로 결정한다. 다시 말해 다른 수지에 대해서는 정확한 값이 아니라는 것이다. 따라서 사출성형기의 배럴이 원하는 사출능력을 지원하는지 보기 위해서는 따로 계산을 해 봐야 한다.

  또한 가소화 속도와 스크류 복구시간도 함께 생각 해야 한다. 가소화란 수지에 가소성(물체에 힘을 가해도 원래대로 되돌아 오지 않는 성질, 추가로 힘을 가하지 않는 이상 변형된 형태가 영구적으로 유지됨)을 갖게 해주는 것이며 이들은 스크류가 수지를 녹이는 시간을 생각 하는 것으로 원하는 사이클 시간을 달성하는 데 충번한 것인지 확인 해 볼 필요가 있다. 대부분의 사출성형기 업체들이 제시하는 가소화 속도 역시 PS수지를 기준으로 한 것이다. 그러므로 가공하려 하는 수지와 차이를 보일 수 있으므로 이 역시 세부 조건을 잘 읽고 확인 해 볼 필요가 있다.

 

 

 실제 가공하는 재료는 PS와 비교하여 밀도와 비중, 열용량 등이 모두 다를 것이다. 이 경우에는 열용량을 중심으로 계산하는데 우선 PS의 열용량은 1.2kJ/kg-°K를 기준으로 1.2/X로 비율을 구한다. 그리고 비율*기계의 규격에 표기된 가속도=실제 가공에 사용하는 재료의 가소화 시간을 구할 수 있다. 

그리고 필요한 사출량을 이 기계의 가소화 속도로 나누면 가소화 시간을 구할 수 있다. 여기서, 비열은 ℃와 같은 °K 단위로 표시된다. 그러므로 각각의 용융온도를 환산해서 고려할 필요가 있다. 여기에 적용되는 계산식은 실제 재료의 가소화 속도 = Pr PS x (PS의 비열/실제 재료의 비열) x (PS의 융점 °C/실제 재료의 융점 °C)이다.

 

 

 추가로 사출성형기의 사양은 최대 가소화 용량을 기준으로 하고 있다. 성형 가공에서 최고의 스크류 회전속도와 최소의 스크류 회전속도와 최소의 배압에 의존할 수는 없다. 체크밸브의 누설, 복구 시간의 변동, 스크류의 마모, 색소 혼합을 위한 높은 배압 등을 고려하면 10% 내지 15% 정도의 여유 용량이 필요하며 스크류의 공회전 시간 역시 고려해야 할 사항이다. 가소화 시간이 부족할 때 노즐 차단 밸브를 사용하여 금형의 개폐시간을 가소화 시간으로 이용할 수는 있지만 이는 상당한 정비 작업이 필요하다. 따라서 사출 기계 선택 시 충분한 조사로 적합한 기계를 선택하고 다른 정비의 투자를 줄이는 것이 가장 현명할 것이다.  

출처: http://stuudymc.tistory.com/18 [공부합시다]