사출 성형 해석을 위한 성형 조건을 입력하거나 해석 결과를 분석할 때 사출 성형기의 성능을 고려하여야 한다. 즉 사출 성형기의 성능(최대 사출 속도)을 고려하여 사출 성형 조건을 입력하여야 하고 사출 성형기 성능(최대 사출 압력, 최대 형체력)을 고려하여 성형 가능성을 판단하여야 한다는 것이다. 따라서 사출 성형 해석을 위해서는 사전에 사출 성형기의 성능을 확인할 필요가 있다. 사출 성형기 구성요소에는 사출시스템, 유압시스템, 금형 시스템, 형체 시스템, 제어 시스템이 있다.
(1)호퍼(hopper) : 열가소성 수지는 작은 펠릿 형태로 성형자에게 제공된다. 사출성형기의 호퍼는 이 펠릿을 담고 있다. 펠릿은 호퍼로부터 호퍼 목을 통해 배럴과 스크루로 중력에 의하여 이송된다. 호퍼로 공급되는 플라스틱 수지는 반드시 적절한 온도에서 적절한 시간 동안 건조되어야 한다. 건조가 충분하지 못하면 친수성인 플라스틱 수지 내에는 수분이 많이 남아있게 되고, 이러한 수분은 가소화 동안 가스가 되어 금형으로 주입된다. 이 경우 가스에 의한 많은 성형 불량이 발생할 수 있다. 이러한 가스에 의한 성형 불량들은 사출 성형 해석으로 예측되지 않는다.
(2)배럴(barrel) : 수지가 가소화되고 사출 되는 곳으로 사출 성형기의 스크루를 지지하며, 이는 전기 히터 밴드에 의해 가열된다. 배럴 주위의 히터는 수지를 가소화하는 과정에서도 역할을 하지만 더 중요한 역할은 가소화된 수지의 온도를 일정하게 유지하는 데 있다. 사출 성형 해석에 사용되는 수지의 용융 온도는 바로 배럴 속에 가소화되어 있는 수지의 온도가 된다.
(3)스크루(screw) : 스크루는 재료를 압축하고, 녹이고, 이송하는 데 사용된다. 스크루의 동작은 크게 2가지로 구분되는데, 첫 번째는 수지 충전을 위한 전진 직선운동이고, 두 번째는 가소화를 위한 후퇴 회전운동이다. 특히 수지 가소화를 위하여 스크루는 세 가지 영역으로 구성된다. 고체 이송 영역(Feeding Zone), 압축 영역(Compression Zone), 유체 이송 영역(Melting Zone). 고체 이송 영역의 스크루 몸통은 가늘어서 호터로부터 많은 양의 수지가 배럴에 공급되는데, 스크루가 가소화를 위해 후퇴 회전함에 따라 수지는 앞으로 이송되며, 스크루 몸통 크기가 점진적으로 증가하는 압축 영역을 지나면서 수지는 마찰열에 의하여 가소화 된다. 가소화된 수지는 유체 이송 영역을 지나 스크루 앞으로 계량된다. 사출 성형 해석에서는 이러한 과정에 의하여 가소화 된 용융 수지의 온도가 특정 값으로 균일한 것으로 가정한다.
(4)노즐(nozzle) : 노즐은 배럴을 스프루 부시에 연결하며, 배럴과 금형의 밀폐를 형성하고, 스크루에 의하여 주입되는 수지를 금형의 스프루로 전달한다. 노즐과 스프루의 위치가 일치하지 않거나, 노즐과 스프루의 직경이 적합하지 못하면 충전과정에서 용융 수지가 그 틈을 통해 누설될 수 있다. 또한 노즐은 금형 열림 직전에 금형 스프루에서 분리되고, 다시 금형 닫힘 직후에 금형 스프루에 연결되므로, 분리되어 있는 동안 용융 수지가 노즐을 통하여 외부로 흘러내릴 수 있다. 이를 방지하기 위하여 노즐부의 히터 온도를 낮추거나, 밸브 제어 형식의 노즐을 사용할 수도 있다.
사출 성형기의 기본 원리는 높은 압력을 생성하는 데 있다. 용융 수지를 금형 속에 주입하기 위해서는 높은 압력이 필요하기 때문이다. 일반적으로 사출 성형기 증압비는 10~16 정도이다. 따라서 유압 10 MPa은 사출 압력으로 환산하면 100~160 MPa 정도가 된다.
사출 성형기의 형체 기구는 금형의 개폐동작을 행하는 것 이외 금형 내 사출 된 용융 수지의 높은 압력에 대항하여 금형이 열리지 않도록 충분한 힘으로 크램핑 하는 것이 주 목적이다. 형체 기구의 종유에는 직압식과 토글식이 있다.
사출성형 시의 최대 형체력은 다음과 같은 식으로 계산된다. F(최대 형체력) = A(투영 면적) * P(금형 내의 최대 평균 내압)
사출 성형기의 형체력이 사출 성형 시 발생하는 최대 형체력 보다 커야 한다. 그렇지 않으면, 금형 열림에 의하여 성형품의 두께가 증가하거나 플래시 (flash) 또는 미 성형 (short shot)이 발생할 수 있다.
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