반경(Radii) 및 챔퍼(모따기)
플라스틱 부품 설계 시, 날카로운 코너에 반경 또는 챔퍼를 적용하는 것은 제조 용이성, 치수 정밀도 및 내하중 성능을 확보하는 데 매우 중요합니다.
기능
사출 성형 부품의 설계 시, 예리한 모서리와 각을 반드시 피해야 합니다. 이는 다음과 같은 결과를 초래하기 때문입니다:
- 높은 몰드 내 잔류 응력
- 불량한 유동 특성
- 기계적 물성 저하
- 금형 마모 증가
- 표면 외관 문제
- 대신, 라디우스 및 필렛을 적용하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있습니다:
- 뒤틀림 감소
- 유동 저항 감소 및充전 용이성 향상
- 응력 집중 완화
- 노치 민감도 완화
- 보다 균일한 냉각
- 외관 향상
라디우스 및 필렛 치수 선정
- 예리한 모서리는 벽 두께 기준 25~60%의 라디우스로 둥글게 처리해야 합니다. 부품에 하중 지지 기능이 있다면 상단값 적용이 권장됩니다.
- 최소 내측 모서리 라디우스로 0.5 mm를 권장합니다.
- 벽 두께를 균일하게 유지하기 위해서는 외측 모서리 라디우스를 내측 라디우스에 벽 두께를 더한 값으로 설계해야 합니다(도 1 참고).
- 모든 외측 부품 및 리브의 예리한 가장자리는 최소 0.125 mm의 라디우스로 처리해야 합니다.
- 내측 모서리 라디우스가 공칭 벽 두께의 절반일 경우, 응력 집중 계수 1.5를 합리적으로 추정할 수 있습니다(도 2 참고). 더 작은 라디우스(예: 공칭 벽 두께의 10%)에서는 이 계수가 3까지 증가할 수 있습니다. 응력 집중 계수에 관한 표준 자료가 있으니, 중요 적용 분야에서는 이를 참고해야 합니다.
챔퍼
라디우스 또는 필렛과 마찬가지로, 챔퍼는 예리한 모서리를 완화하거나 두 수직면 사이의 점진적 전이를 구현할 수 있습니다. 응력 집중 최소화와 유동 최적화 측면에서는 라디우스가 챔퍼보다 더 효과적입니다. 다만 챔퍼는 조립 시 부품의 수동 위치 지정 용이 등 추가 기능성을 제공할 수 있습니다. 챔퍼는심미적인 관점에서도 사용할 수 있습니다. 많은 부분이 라운드 처리된 경우, 챔퍼(모따기) 에지(Edge)는 뚜렷한 외관을 만듭니다. 반경(Radii)과 마찬가지로, 균일한 벽 두께가 권장되므로 외부 에지의 챔퍼는 내부 코너에 동일하게 적용해야 합니다.