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사출 성형 프로젝트에 적합한 소재를 선택하는 것은 가장 중요한 선택입니다. 소재에 따라 부품의 모양이 달라집니다. 부품의 작동 방식과 수명이 달라집니다. 또한 비용과 제품 제작 속도도 달라집니다. 이 글에서는 한 번에 한 단계씩 완벽한 플라스틱을 선택하는 간단한 방법을 보여드리겠습니다. 다양한 소재에 대해 배우게 됩니다. 그 특징이 무엇을 의미하는지 알게 될 것입니다. 그리고 작업에 적합한 플라스틱을 찾는 방법도 배울 수 있습니다. 이 가이드는 현명한 선택을 하는 데 도움이 될 것입니다. 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.
부품을 만들 때 머릿속에는 아이디어가 있습니다. 부품에 어떤 기능이 필요한지 알고 있습니다. 소재 선택 과정은 그 아이디어를 실현하는 과정입니다. 사출 성형 재료를 잘못 선택하면 부품이 아주 쉽게 파손될 수 있습니다. 뜨거워지면 구부러질 수 있습니다. 또는 간단한 화학 물질에 의해 손상될 수도 있습니다. 그렇기 때문에 사출 성형에서 소재 선택은 매우 중요한 문제입니다. 사소한 디테일이 아닙니다. 전체 프로젝트의 기본이 됩니다.
집을 짓는다고 생각하면 됩니다. 집의 튼튼한 기초에 유리창과 같은 재료를 사용하지 않을 것입니다. 모든 부품에는 고유한 역할이 있습니다. 플라스틱 부품도 마찬가지입니다. 기계 내부에 들어가는 기어는 튼튼해야 합니다. 마모되지 않고 오래 사용할 수 있어야 합니다. 식품 상자는 안전해야 합니다. 내화학성이 우수해야 합니다. 부품이 해야 하는 작업에 적합한 소재를 선택해야 합니다. 여기서 잘못된 선택은 금형에 문제를 일으킬 수 있습니다. 결국 작동하지 않는 제품으로 끝날 수 있습니다. 재료를 잘 선택하면 사출 성형 부품이 처음부터 제대로 작동합니다.
사출 성형에 사용되는 다양한 재료를 처음 접하면 감당하기 벅차게 느껴질 수 있습니다. 선택의 폭이 수천 가지나 되니까요! 하지만 좋은 소식이 있습니다. 대부분의 작업에는 몇 가지 일반적인 사출 성형 플라스틱이 사용됩니다. 이러한 간단한 재료에 대해 배우는 것이 가장 좋은 시작점이라는 것을 알게 되었습니다. 이러한 소재를 상품 소재라고 부르기도 합니다. 그 이유는 찾기 쉽고 비용이 많이 들지 않기 때문입니다.
가장 많이 사용되는 몇 가지를 살펴보겠습니다. 이 사출 성형 재료 비교 차트를 통해 빠르게 살펴볼 수 있습니다.
재료 이름 | 일반적인 용도 | 주요 기능 |
---|---|---|
ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) | 레고 브릭, 키보드 키, 전자제품용 케이스 | 튼튼하고 광택이 나며 떨어뜨려도 깨지지 않습니다. |
PP(폴리프로필렌) | 식품 상자, 자동차 부품, 의자 | 쉽게 구부러지고 무겁지 않으며 내화학성이 뛰어납니다. |
PC(폴리카보네이트) | 안경, CD, 물병용 렌즈 | 매우 강하고 유리처럼 투명하며 내열성이 우수합니다. |
PA(나일론) | 기어, 베어링, 의류용 섬유 | 튼튼하고, 많이 문지르지 않으며, 내화학성이 우수합니다. |
이것은 시작에 불과합니다. 플라스틱의 종류에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 유리 섬유를 첨가하여 더 튼튼하게 만든 ABS와 같은 소재를 얻을 수 있습니다. 또는 고온에서 더 잘 작동하는 나일론과 같은 소재를 구할 수도 있습니다. 중요한 부분은 이러한 일반적인 소재가 어떤 기능을 잘 수행하는지에 대한 좋은 아이디어로 시작하는 것입니다. 그런 다음 금형과 제품에 적합한 정확한 유형을 찾을 수 있습니다.
부품의 용도를 파악한 후에는 부품의 기계적 특성을 확인해야 합니다. 어렵게 들릴 수 있지만 실제로는 플라스틱이 얼마나 강하고 질긴지를 확인하는 것입니다. 사람들이 가장 많이 이야기하는 특성은 인장 강도입니다. 인장 강도는 재료를 잡아당겨도 부러지지 않는 힘이라고 생각하면 됩니다. 손잡이나 고리와 같은 부품을 만드는 경우 강도가 높은 소재가 필요합니다.
하지만 인장 강도만 중요한 것은 아닙니다. 충격 강도도 고려해야 합니다. 이것은 재료가 떨어뜨렸을 때 얼마나 잘 견디는지를 나타냅니다. 또한 굴곡 강도도 알아야 합니다. 이는 구부러짐에 얼마나 잘 견디는지를 의미합니다. 부품이 바위처럼 단단해야 하나요? 아니면 부러지지 않고 약간만 구부러져야 하나요? 이러한 질문은 소재 선택에 도움이 되는 질문입니다.
다른 재질을 확인할 때는 이 숫자를 확인하세요. 폴리카보네이트와 같은 소재는 충격 강도가 매우 높습니다. 이것이 바로 보안경에 사용되는 이유입니다. 나일론과 같은 반결정질 소재는 강도와 구부릴 수 있는 능력이 적절히 혼합되어 있습니다. 따라서 움직여야 하는 부품에 적합합니다. 기계적 특성을 살펴보면 최적의 소재를 선택하는 데 도움이 됩니다. 플라스틱 제품이 실생활에서 사용할 수 있을 만큼 충분히 튼튼한지 확인하는 데 도움이 됩니다. 약한 부품이 금형에서 나오지 않도록 올바른 재료를 선택해야 합니다.
저는 거친 곳에서 견뎌야 하는 많은 부품을 작업했습니다. 그중 일부는 자동차 후드 아래에 들어가기도 합니다. 매우 뜨거운 엔진 바로 옆에 놓여 있죠. 다른 부품은 실험실에서 사용됩니다. 실험실에서는 강한 화학 물질로 세척할 수도 있습니다. 내열성과 내화학성이 선택에 있어 매우 중요한 부분입니다. 이를 고려하지 않으면 부품이 녹을 수 있습니다. 부드러워지거나 부서질 수도 있습니다.
내열성은 플라스틱이 형태를 잃기 시작하기 전에 견딜 수 있는 가장 뜨거운 온도를 나타냅니다. 이는 전자제품, 자동차 또는 요리 도구에 사용되는 부품에 매우 중요한 요소입니다. 고온의 장소에서 작업하려면 열을 견딜 수 있는 플라스틱 소재가 필요합니다. 이를 위해 PEEK 또는 특수 나일론과 같은 소재가 사용됩니다. 사출 성형 재료를 선택할 때는 부품이 가장 뜨거운 온도보다 내열성이 높은지 확인하세요.
내화학성도 매우 중요합니다. 부품이 오일, 산 또는 세정액과 같은 물질에 닿나요? 그렇다면 분해되지 않는 소재가 필요합니다. 폴리프로필렌은 내화학성이 매우 우수한 것으로 잘 알려져 있습니다. 그렇기 때문에 실험실용 용기와 도구에 많이 사용됩니다. 일부 플라스틱 소재는 특정 화학물질에 의해 쉽게 손상될 수 있습니다. 항상 접촉할 수 있는 모든 것에 대해 소재의 내화학성을 확인해야 합니다. 나쁜 반응은 제품을 망칠 수 있습니다. 따라서 재료 선택 과정의 이 단계는 절대 건너뛸 수 없는 단계입니다. 금형 자체는 변경되지 않지만 금형이 만드는 부품은 변경됩니다.
많은 제품의 경우 전기에 대해 생각할 필요가 없습니다. 하지만 전자 제품, 커넥터 또는 전기에 가까운 부품의 케이스를 제작하는 경우 전기적 특성이 가장 중요합니다. 대부분의 플라스틱 소재는 천연 절연체입니다. 즉, 전기가 통하지 않는다는 뜻입니다. 이는 사람들의 안전을 지키는 데 매우 좋은 특성입니다.
확인해야 할 주요 속성을 "유전체 강도"라고 합니다. 이 수치는 재료가 전기를 얼마나 잘 차단하는지 알려줍니다. 유전체 강도가 높은 재료는 많은 전압을 견뎌내야 분해되어 전기가 통과할 수 있습니다. 전선을 감싸고 전동 공구 케이스를 만드는 데 플라스틱을 사용하는 이유도 바로 이 때문입니다. 전기 절연 특성은 사용하는 사람을 안전하게 지켜줍니다.
전기 작업용 자재를 선택할 때는 올바른 절연 특성을 가진 플라스틱을 선택해야 합니다. 일부 소재는 정전기 방지를 위해 특수 물질을 첨가하기도 합니다. 이는 섬세한 전자 부품을 안전하게 보관하는 데 중요합니다. 이러한 전기적 특성을 잊지 마세요. 소재가 전기 관련 규칙을 준수하는지 확인하는 것이 안전하고 우수한 제품을 만드는 비결입니다. 전기적 성능을 최상으로 끌어올리기 위해 금형 설계를 약간 변경해야 할 수도 있습니다.
어떤 재료를 선택하느냐에 따라 금형 설계에 큰 영향을 미칩니다. 한 팀이 사용하기 어려운 재료를 선택해서 작업이 늦어지는 것을 본 적이 있습니다. 그들은 그것이 성형 공정을 어떻게 바꿀지 생각하지 않았습니다. 모든 플라스틱은 녹아서 금형에 밀어 넣을 때 고유한 방식으로 작동합니다. 이러한 재료의 거동은 매우 중요한 사항입니다.
예를 들어, 어떤 재료는 식으면 다른 재료보다 더 많이 수축합니다. 이러한 수축을 보완하기 위해 금형을 조금 더 크게 만들어야 합니다. 금형을 만드는 사람이 어떤 플라스틱을 사용하는지 모른다면 완성된 부품의 크기를 제대로 맞출 수 없습니다. 금형용 강철을 절단하기 전에 재료 수축률을 알아야 합니다.
또한 재료가 어떻게 흐르는지도 고려해야 합니다. 일부 고강도 소재는 꿀처럼 매우 두껍고 끈적거립니다. 이러한 재료는 올바른 방향으로 흐르기 위해 금형 내부에 더 큰 채널이 필요합니다. 다른 재료는 물처럼 얇습니다. 이들은 매우 멋진 금형을 많은 디테일로 채울 수 있습니다. 이 속성을 점성이라고 합니다. 몰드의 디자인은 선택한 특정 재료에 따라 달라집니다. 여기에는 플라스틱이 들어가는 곳인 게이트가 포함됩니다. 또한 플라스틱이 흐르는 통로인 러너도 포함됩니다. 금형 제작자가 금형 제작을 시작하기 전에 항상 마지막 재료 선택 사항을 알려야 합니다. 이렇게 하면 성형이 용이해집니다.
자재 데이터 시트는 자재 선택 과정에서 가장 좋은 친구입니다. 소재를 판매하는 회사의 세부 정보가 담긴 서류입니다. 여기에는 플라스틱의 모든 중요한 특성이 나와 있습니다. 처음 보면 이해하기 어려운 긴 숫자 목록처럼 보일 수 있습니다. 하지만 무엇을 살펴봐야 하는지 안다면 소재를 비교하기 위해 알아야 할 모든 것을 알려줄 수 있습니다.
제가 자료 데이터 시트에서 항상 확인하는 중요한 사항은 다음과 같습니다:
데이터시트를 읽는 데 도움을 요청하는 것을 두려워하지 마세요. 사출 성형 서비스 도우미가 설명해 드릴 수 있습니다. 이 데이터시트를 통해 소재의 성능이 필요한 것과 일치하는지 확인할 수 있습니다. 사출 성형 소재를 최종적으로 선택하기 전에 데이터 시트를 받아보세요. 숫자가 부품에 필요한 것과 일치하는지 확인하세요.
물론 우리는 항상 재료비에 대해 생각해야 합니다. 돈을 절약하기 위해 가장 저렴한 플라스틱을 선택하는 실수를 저지르기 쉽습니다. 그러나 처음부터 제 이야기는 이것이 많은 비용이 드는 실수가 될 수 있음을 보여줍니다. 플라스틱 자체의 가격은 사출 성형 제품의 전체 비용 중 일부에 불과합니다.
저렴한 플라스틱은 금형에 사용하기가 더 어려울 수 있습니다. 더 긴 사이클 시간이 필요할 수 있습니다. 이는 사출 성형 장비가 더 오랜 시간 동안 작동해야 한다는 것을 의미합니다. 따라서 각 부품에 대한 비용이 더 커집니다. 또한 재료가 저렴하면 불량 부품이나 성형 결함이 더 많이 발생할 수 있습니다. 이러한 불량 부품은 버려야 합니다. 비용이 조금 더 들지만 성형이 쉬운 소재는 실제로 각 부품의 최종 가격을 낮출 수 있습니다. 이를 비용 효율적인 사출이라고 합니다.
제 조언은 가격뿐만 아니라 비용 대비 무엇을 얻을 수 있는지 생각하라는 것입니다. 필요한 모든 기능을 제공하는 가장 저렴한 재료를 찾아야 합니다. 인장 강도가 적당한가요? 내화학성이 적절한 수준인가요? 플라스틱 1파운드에 약간의 돈을 아끼기 위해 품질을 포기해서는 안 됩니다. 가장 중요한 목표는 좋은 가격에 훌륭한 제품을 제공할 수 있는 최고의 소재를 찾는 것입니다. 믿을 수 있는 좋은 플라스틱을 사용하면 금형도 더 오래 사용할 수 있습니다.
때로는 일반 플라스틱만으로는 작업에 적합하지 않을 수 있습니다. 비행기, 의료용 도구 또는 고속 자동차처럼 매우 힘든 작업의 경우 고성능 소재를 사용해야 할 수도 있습니다. 고성능 플라스틱은 매우 거친 곳을 위해 만들어진 특수 플라스틱입니다. 강도가 매우 높고 내열성이 뛰어나며 내화학성이 가장 뛰어납니다.
좋은 예로 PEEK(폴리에테르 에테르 케톤)와 같은 고성능 소재를 들 수 있습니다. 이 소재는 매우 강하고 열에 잘 견디기 때문에 금속 부품을 대체하는 데 자주 사용됩니다. 유리 필러가 첨가된 폴리카보네이트와 같은 소재를 사용하면 훨씬 더 강해질 수 있습니다. 이러한 소재는 비용이 더 많이 듭니다. 또한 금형에서 사용하기가 더 어려울 수 있습니다. 하지만 올바른 작업을 위해서는 그만한 가치가 있습니다.
생분해성 및 재활용 소재를 사용하는 것도 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 이제 많은 기업이 지구에 좋은 방식으로 제품을 만들고자 합니다. 재활용 플라스틱으로 만들 수 있는 훌륭한 선택지가 많이 있습니다. 여전히 우수한 기계적 특성을 제공합니다. 새로운 생분해성 플라스틱도 있습니다. 이러한 플라스틱은 시간이 지나면 분해될 수 있습니다. 이러한 재료를 사용하는 것이 회사에 좋은 선택이 될 수 있습니다. 하지만 금형에 사용하기 전에 해당 소재가 필요한 모든 조건을 충족하는지 확인해야 합니다.
수년 동안 플라스틱 제조 작업을 해오면서 같은 실수가 반복해서 발생하는 것을 보았습니다. 이러한 일반적인 실수에서 벗어나면 올바른 소재를 쉽게 선택할 수 있습니다. 가장 큰 실수는 선택할 수 있는 플라스틱을 살펴보기 전에 부품이 어떤 기능을 해야 하는지 확실히 알지 못하는 것입니다. 부품이 어떤 장소에 사용될지 알아야 합니다.
또 다른 실수는 재료의 특성 중 하나만 보고 재료를 선택하는 것입니다. 플라스틱은 인장 강도가 뛰어날 수 있습니다. 하지만 내화학성이 나쁘고 부품이 기름에 닿는다면 작동하지 않을 것입니다. 전체 그림을 봐야 합니다. 확실하지 않은 경우 항상 많이 아는 사람의 제안을 받아야 합니다. 그들은 재료가 금형 내부에서 어떻게 반응하는지 전에 본 적이 있습니다.
마지막으로 부품의 모양과 느낌에 대해 생각하는 것을 잊지 마세요. 플라스틱 표면의 모양, 색상, 촉감도 모두 소재 선택의 일부입니다. ABS와 같은 일부 소재는 금형에서 나왔을 때 멋지고 반짝이는 외관을 가집니다. 다른 소재는 칙칙해 보일 수 있습니다. 완벽한 소재는 기능도 뛰어나고 보기에도 좋으며 금형에서 문제없이 만들 수 있는 소재입니다. 시간을 들여야 합니다. 자세히 알아보세요. 그리고 가능하면 테스트해 보세요. 이렇게 하면 가장 적합하고 적합한 소재를 선택하는 데 도움이 됩니다.
다음은 이 사출 성형 재료 선택 가이드에서 가장 중요한 사항을 간략하게 정리한 목록입니다.