고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)은 높은 강도 대 밀도 대 비율, 화학 저항성 및 처리 용이성을 포함하여 우수한 특성으로 인해 산업에서 가장 널리 사용되는 열가소성 중합체 중 하나입니다. 사출 성형은 HDPE를위한 일반적인 제조 공정으로, 정밀도로 복잡한 모양을 생산할 수 있습니다. 이 프로세스의 중요한 매개 변수는 성형 제품의 품질과 특성을 결정하는 사출 압력입니다. 이 기사에서는 HDPE에 대한 주입 압력 요구 사항, 영향을 미치는 요인 및 최적의 결과를 달성하기위한 모범 사례를 심도있게 살펴 봅니다.
주입 압력은 분출 성형 기계에 의해 가해지는 힘을 지칭하여 용융 중합체를 금형 공동으로 밀어 넣는다. 재료가 금형을 완전히 채우고 원하는 모양과 표면 마감을 달성하는 데 중요한 역할을합니다. HDPE의 경우, 다른 폴리머와 마찬가지로, 최종 제품의 불완전한 충전, 뒤틀림 또는 과도한 응력과 같은 결함을 피하기 위해 주입 압력을 신중하게 제어해야합니다.
HDPE에 필요한 주입 압력은 일반적으로 100 MPa 내지 150 MPa (약 14,500 ~ 21,750psi) 사이입니다. 이 범위는 부품의 벽 두께, 금형 설계 및 흐름 길이와 같은 몇 가지 요소를 기반으로합니다. 아래는 일반적인 시나리오의보다 자세한 고장입니다.
얇은 벽 (예 : 2mm 미만)이있는 제품의 경우 150 MPa에 가까운 더 높은 주입 압력이 필요할 수 있습니다. 이를 통해 용융 HDPE가 조기 응고없이 금형의 좁은 부분을 통해 빠르게 흐릅니다.
두꺼운 부품 (예 : 3-4 mm 이상의 벽 두께)의 경우, 약 100 MPa의 주입 압력이 일반적으로 충분합니다. 낮은 압력은 과도한 포장을 방지하고 부분의 잔류 응력을 줄이는 데 도움이됩니다.
복잡한 형상 또는 긴 유량 경로가있는 부품의 경우 완전한 금형 충전을 보장하기 위해 더 높은 주입 압력이 필요할 수 있습니다. 특정 압력은 금형 설계 및 게이팅 시스템에 따라 다릅니다.
HDPE 성형 응용 분야의 주입 압력 선택에 영향을 미칩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.
HDPE 등급은 분자량, 용융 흐름 지수 (MFI) 및 기타 특성이 다양하며, 이는 압력에 따른 흐름 거동에 직접적인 영향을 미칩니다. 더 높은 분자량 등급은 일반적으로 더 높은 점도로 인해 더 많은 압력이 필요합니다.
부품의 두께, 크기 및 복잡성은 곰팡이 공동의 모든 영역으로 얼마나 쉽게 용융 된 HDPE가 흐르는지를 결정합니다. 얇은 부분 또는 날카로운 모서리는 흐름에 대한 저항을 증가시켜 더 높은 압력이 필요합니다.
게이팅 시스템, 러너 레이아웃 및 환기를 포함한 금형의 설계는 필요한 주입 압력에 영향을 미칩니다. 또한 곰팡이 온도는 성형 중 재료가 얼마나 빨리 응고되는지에 역할을합니다.
최대 가용 압력 및 나사 속도와 같은 사출 성형 기계의 기능은 성형 중에 적용 할 수있는 압력의 양을 결정합니다.
HDPE 부품을 성형 할 때 최적의 결과를 얻으려면 다음 모범 사례를 고려하십시오.
제조업체가 제공 한 재료 데이터 시트를 참조하여 용융 온도 및 사출 압력 범위와 같은 권장 처리 매개 변수를 식별하십시오.
설계 단계에서 금형 흐름 시뮬레이션을 수행하여 용융 HDPE가 구멍을 채우는 방법을 예측하고 압력 또는 설계 조정이 필요한 잠재적 인 문제 영역을 식별하십시오.
금형 온도가 HDPE (일반적으로 80-120 ° C)의 권장 범위 내에서 유지되는지 확인하십시오. 적절한 온도 제어는 흐름에 대한 저항을 줄이고 결함을 최소화합니다.
과도한 포장 또는 과도한 응력을 생성하지 않고 냉각 중 재료 수축을 보상하기 위해 포장 및 보유 압력을 올바르게 설정합니다.
부적절한 주입 압력 설정은 다음과 같은 성형 부품의 결함으로 이어질 수 있습니다.
부적절한 주입 압력으로 인해 금형 공동이 불완전하게 충전되어 짧은 샷 (불완전한 부품)이 발생할 수 있습니다.
과도한 주입 압력으로 인해 녹은 HDPE가 곰팡이의 이별 라인이나 배출 갭을 통해 탈출하여 부품에 원치 않는 플래시가 발생할 수 있습니다.
포장 및 보유 단계 중에 부적절한 압력 설정은 냉각과 수축이 고르지 않아 부품 표면의 뒤틀림 또는 싱크 자국을 초래할 수 있습니다.
고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)의 주입 성형은 고품질 부품을 효율적으로 생성하기 위해 주입 압력의 정확한 제어가 필요합니다. HDPE의 전형적인 압력 범위는 부품 형상, 재료 등급 및 금형 설계와 같은 요인에 따라 100 MPa와 150 MPa 사이에 있습니다. 이러한 변수를 이해하고 곰팡이 흐름 분석 및 온도 최적화와 같은 모범 사례를 구현함으로써 제조업체는 결함을 최소화하면서 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.
특정 응용 프로그램에 대한 특정 정보를 사용할 수 없거나 불확실한 경우, 자재 공급 업체와 상담하거나 실질적인 시험을 실시하여 최적의 성능을 위해 프로세스 매개 변수를 미세 조정하십시오.
