에어 트랩이란? 에어 트랩은 캐비티 내에 공기가 외부로 빠져나가지 못해 갇히는 현상이다. 일반적인 경우에는 캐비티 속의 모든 공기는 금형 파팅면에 설계되어 있는 에어 밴트를 통하여 외부로 빠져나가야 한다. 그러나 공기가 갇히는 곳이 파팅면이 아닌 경우에는 공기가 외부로 빠져나갈 수 없게 되고 수지 성형 압력에 의하여 공기가 압축되면서 온도가 높아져 수지의 일부가 변색 또는 탄화하는 현상이 발생할 수 있다. 물론 갇히는 공기의 양에 따랄 미성형이 발생할 수도 있다. 문제가 되는 에어 트랩은 주로 깊은 리브와 보스 그리고 두께가 기본 두께에 비하여 크게 얇은 부분에서 정체 현상에 의하여 발생한다. 캐비티 내에 에어 트랩이 발생한 경우 추가적인 에어 벤트를 설치하여 에어 트랩을 제거할 수 있다. 일반적인 파팅면이 아닌 경우라 하여도 금형 분할면, 이젝터 핀 그리고 슬라이드 면 등에 에어 밴트를 추가할 수 있다. 물론 에어 밴트를 추가하는 것보다는 파팅 라인을 제외한 캐비티 내에 에어 트랩 그 자체가 발생하지 않도록 하는 것이 더 현명할 것이다. 제품의 특정 얇은 부분에서의 정체 현상에 의한 에어 트랩이 발생한 경우에는 게이트 이동으로 개선시킬 수 있는데, 게이트 위치는 정체 현상이 발생하는 곳에서 보다 멀리 위치시키는 것이 더 유리하다. 또한 얇은 부분의 두께를 적정 두께로 증가시키면 에어 트랩을 크게 개선할 수 있다. 이러한 에어 트랩들은 항상 웰드 라인을 같이 동반한다.
플로우 마크(flow mark)는 게이트 주변 또는 제품의 특정 위치에서 수지의 흐름 자국을 형성하는 것을 말한다. 일반적으로 수지의 유동 선단 고화층이 성형품의 외관 표면을 형성한다. 이러한 유동 선단이 정상적으로 전진할 수 없거나 속도가 급격하게 변하게 되면 유동 선단이 불안정하게 떨리게 되어 균일한 고화층이 생성되지 못하여 발생한다. 게이트 주변에서의 플로우 마크는 주로 사출 성형기의 노즐에 있는 상대적으로 저온의 수지가 캐비티 속으로 먼저 유입되고 뒤따라 오는 고온의 수지의 유동을 방해하여 발생하는 것으로 알려져 있다. 또한 제품의 특정 위치에서의 플로우 마크는 유동 선단의 속도가 급격하게 증가하는 경우에 나타나는 것으로 알려져 있다.
플로우 마크의 제거 : 노즐 부분의 상대적으로 저온의 수지 유입에 의한 게이트 주변에서 발생하는 플로우 마크를 제거하기 위해서는 콜드 슬러그 웰(cold slug well)을 러너 시스템에 추가하는 것이다. 콜드 슬러그 웰의 역할은 노즐 부분의 차가운 수지가 캐비티로 바로 유입되지 않도록 거르는 역할을 한다. 제품의 특정 부분에서 수지의 흐름 속도의 급격한 변화에 의하여 발생하는 플로우 마크를 제거하기 위해서는 사출 속도를 적절히 제어하여야 한다. 일반적으로 게이트 주변과 충전 마지막 부분에서 수지의 흐름 속도가 상당히 빠르게 증가하며, 캐비티의 폭 변화에 따라 수지의 유동 선단 면적이 급격히 변화하는 영역에서 속도가 크게 변화한다. 따라서 다단 사출 속도 제어를 통하여 수지의 유동 선단이 항상 일정한 속도로 전진할 수 있도록 게이트 주변을 통과하는 시점과 충전 말단 부분에 도달하였을 때 그리고 캐비티의 폭이 좁은 영역을 통과할 때 사출 속도를 적절히 낮추어야 한다.
싱크 마크(sink mark)는 제품의 두꺼운 부분에 또는 리브, 보스 등의 존재하는 경우 그 맞은편 표면에 외관이 국부적인 수축률 편차에 의하여 함몰되는 현상이다. 제품 두께가 상당히 두꺼운 경우에는 넓은 영역이 함몰되는 싱크 마크가 발생하고 리브와 보스의 경우는 폭이 좁은 U자 형상의 싱크가 일반적으로 발생한다. 특히 리브와 보스의 맞은편에 형성되는 싱크 마크의 생성 메커니즘은 아래와 같다. 충전과정에서는 고화층을 제외하고 거의 액체 상태이지만 보압 과정에서 표면부터 점차 냉각이 진행되기 시작하여 최종적으로 중앙 부분만 액체로 남는다. 또한 내압은 이들이 수축할 때쯤에는 상당히 낮아져서 체적 수축률이 클 수밖에 없다. 이런 환경에서 중앙 부분이 수축을 하면서 외부 고화층을 안쪽으로 끌어당기게 된다. 당연히 구조적으로 가장 약한 방향이 함몰되게 된다. 또한 싱크 마크는 게이트에서 먼 거리에 있는 리브와 보스에서 발생하는 경우가 많은데 이것은 게이트에 가까울수록 충분한 압력을 받아서 체적 수축률이 충분히 작기 때문이다. 같은 구조의 리브라도 체적 수축률이 작을수록 싱크 마크의 깊이는 작아지기 때문이다. 물론 유동성이 좋은 수지의 경우에는 게이트 인근 부근의 두꺼운 영역이나 리브 또는 보스 맞은편에 싱크 마크가 발생하는 경우가 많이 있는데, 이것은 게이트 부분이 냉각 속도가 느리고 보압이 끝나는 시점에 게이트가 고화되지 않으면 게이트를 통화여 수지가 역류하기 때문이다.
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