벽 두께

치수 설계

사출 성형 부품의 권장 일반 벽 두께는 형상 크기, 선택한 소재 및 요구 성능에 따라 달라집니다. 여기서 성능은 다음 영역의 요구 특성 전체를 의미합니다:

• 기계적 특성 – 강도와 강성.
• 충격 – 기계적 에너지 흡수 능력.
• 절연 – 열적 및/또는 전기적.
• 난연성 – 소재가 점화되기 쉬운 정도.

일반적으로 벽 두께는 0.5 mm에서 4 mm 범위입니다. 경우에 따라 그보다 얇거나 두꺼운 벽 두께가 발생할 수 있습니다. 기본 설계 지침은 벽 두께를 가능한 한 얇고 균일하게 유지하는 것입니다. 설계상 불가피하게 벽 두께 변화가 필요한 경우, 그림 1과 같이 점진적으로 변화해야 합니다.

일반적으로 금형 캐비티에서 금속을 제거하는 것은 비교적 쉽습니다. 반면 금속을 추가하는 것은 어렵거나(비용이 많이 듬), 불가능할 수도 있습니다(금형 재제작 필요 - 고비용). 벽 두께 관점에서 보면, 두껍게 하는 것은 가능하나 더 얇게 하는 것은 불가합니다. 따라서 의심스러운 경우 두껍게 설계하기보다 얇게 시작하는 것이 좋으며, 이를 "steel safe" 또는 "metal safe" 설계 원칙이라고 합니다.

벽 두께의 영향

기준 벽 두께를 신중하게 선택하는 것이 중요합니다. 이는 구조적 성능 이외에도 벽 두께가 다음 요소에 영향을 주기 때문입니다:

• 금형 충전 – 벽 두께가 열가소성 소재의 유동 거동에 맞지 않으면 금형 충전이 완전히 이뤄지지 않을 수 있습니다.
• 부품 중량 – 당연히 벽 두께가 두꺼울수록 부품 무게가 증가합니다.
• 냉각 시간 – 벽 두께가 두꺼울수록 사출 성형 후 부품이 충분히 냉각될 때까지 더 오래 걸립니다.
• 부품 비용 – 위 사항에 더해 부품 체적 증가 및 사출 성형 사이클 타임 증가로 부품 단가가 상승합니다.
• 치수 정밀도 – 부품 내 각 영역의 냉각 속도가 다르면(특히 벽 두께가 두껍거나 불균일할 때), 성형 중 잔류응력이 남아 배출 후 제품 변형이 야기됩니다.
• 부품 성능 – 두꺼운 영역에서는 벽 두께 내 공동(보이드) 발생 가능성이 높아집니다.
• 외관 품질 – (국소적으로) 벽 두께가 과도하면 비균일 냉각에 의해 싱크 마크(함몰 자국, 그림 3 참고)가 발생할 수 있습니다.

소재별 벽 두께

권장 벽 두께는 소재의 유동 거동에도 좌우됩니다. 다음과 같은 소재 관련 인자가 유동 거동에 영향을 줍니다:

• 성형 온도에서의 점도.
• 결정화 수준 및 속도.
• 섬유 충전 및 기타 첨가제의 존재.

특정 소재의 유동 거동을 대략적으로 파악하려면 spiral flow curve(나선 유동 곡선)를 참조할 수 있습니다. 이 곡선은 주어진 벽 두께와 사출 압력에서 도달 가능한 최대 유동 길이를 상대적으로 보여줍니다. 널리 사용되는 Envalior 소재의 spiral flow curve는 저희 PlasticsFinder에서 확인할 수 있습니다.

벽 두께와 소재 점도

용융 상태 플라스틱 소재의 유동 거동은 점도로 표현됩니다: 점도가 낮을수록 용융 상태에서 유동성이 좋다는 것을 의미합니다. 점도가 낮을수록 얇은 벽 부위의 성형에 유리합니다.

Envalior의 Akulon (PA6 & PA66) 와 Stanyl (PA46) 제품군에서는 다양한 고유동 등급을 제공합니다. 유동성이 높아지면 다음과 같은 장점을 얻을 수 있습니다:

• 얇은 영역의 금형 충전 용이.
• 짧은 사이클 타임.
• Mol더 낮은 온도에서 성형하거나 더 낮은 톤수의 프레스를 사용할 수 있습니다.
• 표면 품질 향상.