사출 성형에서 비용이 많이 드는 실수를 피하는 방법

제프 지오다노 | 2022년 8월 11일

사출 성형과 관련된 비용을 절감하려면 설계 단계에서 부품 성형성을 우선시하는 것이 중요합니다. 처음부터 성형성을 최적화하면 수천 달러를 절약할 수 있습니다.

한 공정 전문가에 따르면 벽 두께는 성형성을 설계할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항이며, 그 다음으로 금형에서 취출을 최적화하는 것이 중요하다고 합니다.

벽이 너무 두껍거나 너무 얇은 것을 방지하려면 미네소타주 메이플 플레인에 있는 Protolabs의 사출 성형 엔지니어 Jack Rulander에 따르면 벽 두께를 1.0~3.5mm(0.040~0.140인치)로 설계하는 것이 이상적이라고 합니다. 이 회사는 다양한 디지털 제조 전문 지식을 제공합니다.

"너무 두꺼운 디자인은 보이드/싱크/높은 수축이 발생하기 쉽고 종종 뒤틀림이 발생합니다"라고 Rulander는 조언했습니다. "벽이 너무 얇으면 용융물 흐름이 느려지거나 특정 경로를 따라 멈추는 현상이 발생하기 쉽습니다. 이로 인해 균열, 약한 니트 라인, 미성형 등이 발생합니다."

최적의 부품 배출을 달성하려면 엔지니어는 이젝터 핀과 블레이드가 금형에서 부품이 쉽게 튀어 나오도록 최소한 1도의 드래프트를 추가해야 합니다. 재료 선택은 얼마나 많은 드래프트가 필요한지 결정하는 데 핵심적인 역할을 합니다. "반결정질 재료는 수축률이 높은 반면 비정질 재료는 일반적으로 수축률이 낮기 때문입니다. 질감과 표면 마감도 중요한 역할을 합니다. 부품 배출의 경우 언더컷과 내부 특징이 나타날 수 있습니다. 문제가 있으며 성공적인 성형을 위해서는 재설계가 필요할 수도 있습니다."

최종 부품 외관은 부품 및 프로세스 설계에 대한 또 다른 고려사항이라고 Rulander는 지적했습니다. "사출 성형 부품에는 분할/차단 표면의 게이트 흔적과 치수 보조선도 남습니다. 가장 일반적인 탭 게이트는 배치에 많은 유연성을 제공하지만 다른 옵션과 비교할 때 더 큰 흔적을 남길 수도 있습니다. 화장품의 경우 부품의 경우 해당 표시가 덜 눈에 띄는 이상적인 위치를 찾는 것이 중요합니다. 기능 부품의 경우 분할/차단 표면에 이와 동일한 표시나 플래시(과잉 플라스틱)가 밀봉에 영향을 미칠 수 있습니다."

프로토타입 제작 단계에서 금형 형태, 맞춤 및 기능을 최적화하는 것은 3D 프린팅의 신속한 설계 유연성에 이상적으로 적합한 작업입니다. 이를 통해 설계자는 대량 저비용 생산을 위해 값비싼 금형에 투자하기 전에 여러 부품 반복을 평가할 수 있습니다.

그러나 Rulander는 "시제품 제작 단계에서 최종 게임을 염두에 두는 것이 매우 중요합니다. 3D 프린팅 부품에서 잘 작동하는 것이 사출 성형으로 변환되지 않을 수 있기 때문입니다. 프로토타입 단계에서 사출 성형을 염두에 두고 설계해 보십시오. 처음부터 다시 시작하는 대신 대량 성형으로 빠르게 전환할 수 있습니다."

비용이 많이 드는 실수를 방지하기 위해 Rulander는 다음 팁을 제공했습니다.

팬데믹 기간 동안 Protolabs는 비영리 단체, 비정부 조직 및 소규모 병원이 소외된 지역 사회를 돕기 위해 사용하는 것을 목표로 하는 저렴한 생명의 은인인 Aura Project의 Aura Ventilator를 만드는 주요 자문 파트너였습니다.

Protolabs는 Aura의 소규모 개발자 팀에 Multi Jet Fusion 3D 프린팅 서비스를 제공하여 프로토타입 제작 단계에서 FDA 규제 장애물을 헤쳐나갈 수 있도록 했다고 Rulander는 설명했습니다.

"3D 프린팅 부품으로 작업하는 동안 Aura 팀은 Protolabs의 디지털 견적 플랫폼을 활용하여 사출 성형 부품에 대해 1시간 이내에 빠른 견적과 DFM 분석을 받았습니다."라고 그는 말했습니다. "IM 부품에 대한 정확한 견적을 반복적으로 동시에 실행할 수 있는 기능은 팀이 생산 부품을 위해 IM으로 전환할 때 3D 프린팅 프로토타입의 각 설계 변경이 결국 투자 가치가 있는지 판단하는 데 도움이 되었습니다."

엄격한 사전 평가를 통해 개선된 최적의 설계를 통해 Aura는 월 500개 단위의 사출 성형 생산으로 전환했습니다. Rulander에 따르면 "이는 Protolabs의 월간 약 6,000개 부품에 해당합니다."

여기에서 전체 Protolabs/Aura 사례 연구를 읽을 수 있습니다.

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