사출성형[Injection molding]

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사출성형

폴리머 재료에서 금속의 다이 캐스팅(die casting)에 해당하는 사출 몰딩(injection molding)은 열가소성 수지 성형에 많이 이용되는 성형법의 일종으로, 사출 성형기를 사용하여 일정한 순환 과정으로 자동적 또는 반자동적으로 능률좋게 성형품을 만드는 방법이다.

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성형과정

가열하면 유동하고, 냉각하면 고체화하는 성질을 가진 경질 또는 연질의 열가소성 수지를 작은 알갱이로 만든 재료의 적정한 양이 호퍼(hopper)로 공급되고, 플런저(plunger)를 이용하여 실린더 내로 공급한다. 이것을 가열실 내로 밀어넣는데, 여기서 열가소성 재료는 점성이 있는 액상으로 용융된다. 다음으로 램(ram)이 움직임에 따라서 용융된 플라스틱이 금형 내의 공간 속으로 강제로 들어가게 되고, 플라스틱이 고체화될 때까지 압력을 유지한다. 마지막으로 금형을 열고 제품을 꺼낸후, 금형을 닫고 위와 같은 과정을 반복한다.

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성형순서

성형의 순서는 1) 재료 공급 2) 금형 폐쇄 3) 플런저 전진, 재료 사출 4) 일정 시간 압력 유지(dwell) 후 플런저 후퇴 5) 다음번 재료 공급 6) 냉각 시간을 두고 금형 열기 7) 제품 빼내기이며, 2)에서 7)까지의 공정을 1사이클로 하여 이것을 반복한다. 이들의 동작은 자동적으로 이루어지며, 거의 사람 손이 필요 없다. 1사이클의 시간은 사출 시간, 냉각 시간 및 중간 시간의 합인데, 처음에 타이머를 연동해 두면 일정 사이클을 지속한다. 사출 성형의 요인은 성형 온도, 성형 압력, 성형 사이클, 금형 온도이고, 사용하는 재료에 따라 이들의 최적값을 선택해야 한다.

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장점

아마 이 기술의 가장 뛰어난 점은 부품의 생산 속도일것이다. 대부분의 열가소성 플라스틱은 그의 응고 속도가 매우 빠르기 때문에, 이 과정의 사이클 시간이 짧다(대개 10~30초). 열경화성 폴리머도 사출 성형으로 제조할 수 있다. 즉, 가열된 몰드 내에서 압력을 가하여 경화시키는 과정으로, 열가소성 플라스틱에 비하여 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이러한 공정을 반응 사출 성형(reaction injection molding, RIM)이라고 부르기도 한다.