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올바른 사출 성형 재료를 선택하는 방법은 무엇입니까?
불완전한 통계에 따르면 현재 재료 라이브러리에는 45개의 폴리머 시리즈가 있으며 85,000가지 플라스틱 종류가 있으며 열경화성 플라스틱과 열가소성 플라스틱의 두 가지 범주로 크게 나눌 수 있습니다. 사출 성형은 대량 부품을 제조하는 가장 일반적인 방법 중 하나이며 적합한 재료를 선택하는 것은 어려운 작업처럼 보일 수 있습니다. 이를 위해서는 재료에 대한 자세한 이해가 필요하며 부품을 만드는 목적, 효율성 및 비용을 참조해야 합니다. 확실히 특정 재료가 더 적합할 수 있지만 사출 성형과 관련하여 "모두에게 맞는 단일 크기"는 없습니다. 올바른 재료를 선택하면 부품의 형태, 적합성 및 기능을 개선할 수 있습니다. 최종 분석에서 선택된 재료는 항상 부품의 적용과 직접적으로 관련됩니다.
1. 열경화성 플라스틱과 열가소성 수지의 차이점
열경화성 수지와 열가소성 수지의 주요 차이점은 서로 다른 결과로 열에 반응한다는 것입니다.
열경화성 플라스틱. 이 재료는 가열되거나 고온에 노출되면 강도가 증가합니다. 예를 들어, 열경화성 플라스틱 제품은 더 높은 온도에 노출되거나 노출될 때 전체 강도와 모양을 유지합니다. 이 특징적인 결정은 대형 영구 부품 및 어셈블리를 제조할 때 유용합니다. 그들은 더 많은 용도와 극한 조건에 잘 견딥니다. 열경화성 수지에도 상당한 단점이 있습니다. 열을 가하면 내부 구조가 변하고 형태를 바꿀 수 없어 재사용이 불가능합니다. 열경화성 플라스틱의 높은 융점은 사출 성형 공정에 적합하지 않습니다. 또한 모든 열경화성 수지의 녹는점이 같은 것은 아닙니다. 각 재료는 열에 다르게 반응하므로 특정 유형의 열경화성 플라스틱의 경우 일반적으로 보편적이지 않은 특수 기계가 필요할 수 있습니다.
열가소성 수지.열가소성 플라스틱은 가열과 냉각을 반복해도 화학적 구조를 바꾸지 않고 재사용할 수 있는 재활용 가능한 소재입니다. 사출 성형의 경우 열가소성 수지는 녹는점이 상대적으로 낮아 플라스틱 부품의 대규모 제조에 더 적합하다는 장점이 있습니다.
* 일반적으로 열가소성 수지가 열경화성 수지보다 비쌉니다.
2. 재료 선정 시 고려사항
플라스틱 부품에 적합한 재료를 찾으려면 거꾸로 생각하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 다음 질문에 답할 준비를 하십시오. 부품의 용도는 무엇입니까? 부품은 어떤 종류의 압력을 받습니까? 열악한 환경에서 일하고 있습니까? 조립이 복잡한가요? 다음 요소의 우선 순위를 지정하면 올바른 재료를 선택하는 데 도움이 될 수 있습니다.
설치 위치: 부품의 설치 위치는 반드시 고려해야 할 요소입니다.
태양 아래서, 야외에서, 습한 환경 또는 모듈 내부 또는 외부에 설치되었습니까?
온도: 부품이 차가운 냉장고에서 작동합니까, 아니면 상온이나 후드 아래와 같은 고온 환경에서 작동합니까?
수명주기 : 부품의 평균 작업 시간은 5년, 10년 또는 그 이상입니까?
워런티: 특히 자동차 산업에서는 몇 년이 지나면 부품이 손상될 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 수리 비용은 얼마입니까?
비용 제약: 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 상업용 플라스틱은 일반적으로 밀도가 높고 열이 적으며 상대적으로 저렴합니다. 다른 하나는 PEEK, PEI 및 기타 재료와 같은 엔지니어링 플라스틱으로 고온에 강하고 매우 단단하지만 비용이 상대적으로 높습니다.
외관 요구 사항: 부품에 질감이 필요한지, 표면 마감이 얼마나 높아야 하는지, 투명 부품보다 유색 부품이 더 적합한지 등.
처음 질문을 파악한 후, 대부분의 자료를 제외할 수 있지만 자료의 범위를 더 좁히려면 다음 일련의 질문을 고려해야 합니다.
디자인 기능: 부품의 기계적 물성을 고려할 때 유연성, 압축성, 접착력 등의 기능이 필요하신가요? 인장 강도가 필요합니까? 부품의 충격 인성 또는 전기 절연 요구 사항은 무엇입니까? 재료에 다중 재료 오버몰딩 또는 인서트 몰딩과 같은 결합된 인서트가 필요합니까? 부품 중량도 중요한 고려 사항입니다.
환경 요인: 부품은 어떤 작동 환경에 노출됩니까? 화학 물질에 노출됩니까? 난연성이 필요합니까? UV 요구 사항은 무엇입니까?
컴플라이언스: 일부 특정 산업의 경우 부품에 재료 액세스 임계값이 필요합니다. 귀하의 부품에 식품 인증이 필요합니까, FDA를 준수해야 합니까? 아니면 의료 등급, ISO, 전기 규정 준수 등이 필요합니까?
열경화성 수지와 열가소성 수지의 차이점
| 열경화성 폴리머 | 열가소성 폴리머 |
| 한 번만 가열 및 성형 가능 | 여러 번 가열 및 성형 가능 |
| 그들은 형성되는 동안 굳어지고 가열되면 부드러워지지 않습니다. | 가열하면 부드러워짐(때때로 액화됨) |
| 그들은 녹지 않습니다. 그들은 고온을 견딜 수 있습니다. | 열을 가하면 하얗게 변하고 식으면 경도를 되찾는다. |
| 안정화까지 최대 5분 | 안정화는 10초 안에 달성될 수 있습니다. |
| 높은 내열성 및 내화학성. | 기계적 성질이 좋고 가공이 쉽습니다. |
| 불용성. | 유기 용매에 불용성. |
| 예: 실리콘, 일부 유형의 폴리에스테르 및 페놀 물질. | 예: 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐. |
3. 일반적으로 사용되는 열가소성 재료의 장점 및 응용
전문가 사출 성형 공장은 일반적으로 수십 개의 엔지니어링 등급 플라스틱 재고를 제공하며 고객이 요청한 더 많은 특수 재료도 지원해야 합니다. 일반적으로 사용되는 열가소성 수지의 장점과 응용 분야는 중국의 사출 성형 공급업체인 DDPROTOTYPE의 재고 재고를 기반으로 요약됩니다.
① ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene).
장점: ABS는 강인하고 충격에 강한 플라스틱으로 수축률이 낮고 치수가 안정적이며 내산성 및 내알칼리성이 우수하여 다양한 분야에 널리 사용되고 있습니다. 이 재료의 가격은 상대적으로 저렴합니다.
응용 분야: 전자제품, 리모콘, 컴퓨터, 전화기, 화장품, 휴대기기, 케이스 등을 포함하되 이에 국한되지 않음
주의 사항 : ABS로 만든 사출 성형 부품에는 웰드 라인이 표시되고 더 두꺼운 일부 영역에 움푹 패인 부분과 보이드가 있을 수 있습니다. 다행스럽게도 ABS는 PC와 혼합할 수 있으며 개선된 재료로 결함을 크게 해결할 수 있습니다.
②ABS/PC
장점: ABS/PC 하이브리드 소재는 폴리카보네이트의 강도와 내열성과 기계적 물성이 우수한 소재인 ABS의 유연성과 치수 안정성을 모두 가지고 있습니다. ABS보다 내열성이 높은 소재입니다. 저온에서 이 소재는 PC보다 내충격성이 더 높습니다.
어플리케이션 : 이러한 하이브리드 재료는 다른 산업 중에서도 자동차, 전자 및 통신 산업에서 일반적입니다.
주의 사항 : ABS/PC 소재는 단일 소재로 성형할 때 두꺼운 성형 문제 등 불량을 극대화한다. 우수한 기계적 특성을 선택하고 비용을 절감하려는 경우 이 하이브리드 재료를 선택할 수 있습니다.
③PC(폴리카보네이트)
장점: PC는 광학적으로 투명한 등급, 고강도, 내충격성, 수축률이 낮고 치수 안정성이 우수한 투명 플라스틱입니다. 또한 PC는 내열성이 좋고 가공품의 표면조도가 매우 높습니다.
어플리케이션 : 렌즈, 조명, 휴대폰 케이스, 전자 부품, 의료 장비, 방탄 유리 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.
주의 사항 : PC는 부품을 더 두껍게 만들고 보이드, 기포 또는 함몰이 있을 수 있습니다. 또한 PC 부품의 내화학성은 상대적으로 좋지 않습니다. ABS/PC 혼합 소재는 PC를 대체할 수 있고 일부 결함을 해결할 수 있지만 제조된 부품이 불투명합니다.
④PA 또는 PPA(지방족 폴리아미드)
장점: PA는 성능이 뛰어난 엔지니어링 플라스틱입니다. 우수한 기계적 성질, 내식성, 내유성, 내열성 등이 우수하며, 보강 및 난연성 개질을 통해 내열성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 특성, 안정성 및 난연성. 나일론은 다양한 종류(4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12 등)로 제공됩니다. 각 재료에는 고유한 장점이 있습니다. 나일론은 고강도 및 고온 강도, 우수한 내 화학성을 가지고 있습니다. 예를 들어 나일론 6/6은 강도와 경도가 높고 내마모성이 뛰어납니다. 나일론 6은 저온에서 매우 단단하고 질깁니다. 나일론 6/12는 내충격성이 더 우수합니다.
어플리케이션 : 벽이 얇은 부품, 샤프트, 기어 및 베어링, 나사, 펌프, 가이드 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.
주의 사항 : 나일론은 변형되기 쉬운데 이는 상식입니다. 습한 냉장고 내부와 같은 일부 특정 환경에서는 일반적으로 나일론 부품을 사용하지 않습니다. 나일론은 물을 흡수하는 소재이기 때문에 부품의 크기와 구조가 변형되어 파손될 수 있습니다.
⑤POM(폴리옥시메틸렌)
장점: 인성, 강성, 경도 및 강도로 인해 다른 플라스틱에 비해 매우 단단합니다. 동시에 윤활성과 유기 용제에 대한 저항성이 우수하고 탄성도 우수합니다. 따라서 이 플라스틱은 베어링 표면 및 기어 제조에 매우 적합합니다.
어플리케이션 : 기어, 펌프, 임펠러, 블레이드, 컨베이어 체인, 팬, 스위치 부품, 버튼 및 노브 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.
주의 사항 : POM의 수축으로 인해 부품 제작시 균일한 벽두께 설계가 필요합니다. 윤활성 때문에 도장이나 코팅이 어렵고 심미적 효과를 얻기도 어렵습니다.
⑥PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)
장점: 아크릴이라고도 하는 이 플라스틱은 광학 특성, 표면 마감, 내스크래치성, 수축률이 우수한 투명 플라스틱입니다.
어플리케이션: 렌즈, 광도파관, 렌즈, 전등갓, 광섬유, 로고 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.
주의 사항 : PMMA는 상대적으로 부서지기 쉽고 힘을 가한 후 깨지기 쉽고 내약품성이 좋지 않습니다.
⑦PP(폴리프로필렌)
장점: PP는 우수한 성형성, 우수한 표면 강성 및 내스크래치성을 가지고 있습니다. 내 충격성, 내마모성, 매우 인성, 우수한 연신율, 내산성 알칼리를 갖춘 저렴한 플라스틱입니다.
어플리케이션 : 경첩, 팬, 병뚜껑, 의료용 피펫 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.
주의 사항 : PP는 저온에서 부서지기 쉽습니다. 더 두꺼운 부품을 제조하면 공기 주머니가 생길 수 있으며 수축 및 뒤틀림의 가능성도 있습니다.
⑧PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트)
장점: PBT는 우수한 인성과 내피로성, 내열성, 우수한 내후성, 우수한 전기적 특성 및 낮은 수분 흡수율을 지닌 우수한 성능의 엔지니어링 재료입니다. 보강 및 난연제 수정은 내열성, 치수 안정성 및 난연성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 자동차에 매우 적합하며 전자 부품에 우수한 전기적 특성을 제공합니다. 강도가 중간 내지 고강도이고 견고하며 연료, 오일, 지방 및 많은 용제에 대한 저항성이 우수하고 냄새를 흡수하지 않습니다.
어플리케이션: 슬라이딩 베어링, 기어, 그라인더, 진공 청소기에 국한되지 않습니다. 버튼 등
주의 사항 : PBT 수지는 뒤틀리기 쉽고 벽이 얇은 부품으로 가공하기 어렵습니다.
⑨PPSU(폴리페닐술폰)
장점: PPSU는 고인성 및 내열성이 특징이며 고온에 강하고 치수 안정성이 뛰어난 소재입니다. 또한 방사선 저항성과 특정 산 및 알칼리 저항성이 있습니다.
어플리케이션 : 의료 기기 구성 요소, 멸균 트레이, 온수 액세서리, 소켓 및 커넥터 등에 국한되지 않습니다.
주의 사항 : 두꺼운 부품의 경우 PPSU로 인해 공극, 기포가 발생할 수 있습니다. 유기 용제 및 탄화수소는 PPSU 재료에 특정 부식이 있습니다. 착색제는 일반적으로 PPSU 수지에 첨가할 수 없습니다.
⑩PEEK(폴리에테르에테르케톤)
장점: PEEK는 의료, 항공 우주 및 자동차 산업에서 일반적으로 사용되는 고온 내성, 우수한 내 화학성, 난연성, 우수한 강도 및 치수 안정성 재료입니다.
어플리케이션: 베어링, 피스톤 부품 및 펌프, 절연 전선 등에 국한되지 않습니다.
배송 시 요청 사항: PEEK는 고성능 소재이므로 비용이 매우 높습니다.
⓫PEI(폴리에테르이미드)
장점: PEEK와 마찬가지로 PEI는 내열성과 난연성, 우수한 강도와 치수 안정성, 우수한 내화학성을 지닌 소재입니다. 의료, 항공 우주 및 자동차 산업에서 일반적으로 사용됩니다.
어플리케이션 : 의료 및 화학 기기에 국한되지 않습니다. 에어컨, 파이프라인 등
배송 시 요청 사항: PEI도 회전율이 높은 소재지만 PEEK보다 가격이 저렴하다.
위의 11가지 재료는 일반적으로 사출 성형에 사용됩니다. PPS, TPE, TPU, LCP, HDPE, LDPE 및 PSU와 같은 다른 플라스틱 옵션도 DDPROTOTYPE 메모리에 포함되며 이러한 수지는 유리 및 탄소 섬유를 추가하여 성능을 향상시킬 수도 있습니다.
4. 의료용 사출 성형의 대표적인 재료
플라스틱은 오랫동안 의료 응용 분야에서 금속에 비해 장점이 있는 것으로 여겨져 왔습니다. 인체에 닿으면 금속이 인체의 식염수와 화학적으로 반응할 수 있기 때문입니다. 사출 성형 공정에서 의료 산업은 최고 수준의 요구 사항을 가지고 있으며 수요가 많습니다. 의료용 사출 성형 부품의 품질은 인간의 건강과 관련이 있으며 심지어 인간의 생명을 위협합니다. 의료 사출 성형 제조업체와 협력할 때 의료 사출 성형에서 가장 일반적으로 사용되는 열가소성 수지의 특성을 완전히 이해하는 것이 매우 중요하며, 이는 제조업체가 엄격한 제조 표준을 준수하는지 여부를 나타내는 징후 중 하나입니다. 아래에서는 의료용 사출 성형 부품의 일반적인 재료와 응용 분야를 소개합니다. 일반적으로 이러한 의료용 재료는 예비 재고 재료로 사용되지 않지만 제조 전에 엄격한 테스트를 거친 후 생산에 사용해야 합니다.
폴리에틸렌(DPE)
지금까지 세계에서 가장 널리 사용되는 플라스틱인 폴리에틸렌은 비흡수성, 비생분해성 및 색상 저항성으로 민감한 의료 기기 및 구성 요소에 이상적인 비용 효율적인 의료 등급 소재입니다. 폴리에틸렌은 위험한 박테리아를 쉽게 보유하지 않으며 강한 세척제를 견딜 수 있습니다. 일반적으로 용기, 병, 파이프 등에 사용되지만 자외선에 취약하고 인화성이 있습니다. 인장 강도는 4,000psi입니다.
폴리프로필렌 – 의료 기기의 사출 성형에 일반적으로 사용되는 열가소성 수지입니다.
폴리프로필렌은 기계적 성질과 내화학성이 우수한 열가소성 소재입니다. 폴리프로필렌은 4,800psi의 매우 높은 인장 강도로 비교적 강하고 내구성이 있으며 자동차 범퍼에서 의료 도구에 이르기까지 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 폴리프로필렌은 일반적으로 일회용 주사기, 커넥터, 너클 보철물, 비흡수성 봉합사, 용기, 바이알 및 투명 백 제조에 사용됩니다.
폴리스티렌
폴리스티렌은 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나입니다. 상대적으로 저렴하지만 산소와 수증기에 대한 장벽이 약하고 녹는점이 상대적으로 낮은 유리질의 투명하고 단단한 플라스틱입니다. 폴리스티렌은 일반적으로 시험관, 페트리 접시, 트레이, 일회용 플라스틱 식기 등의 제조에 사용됩니다.
아크릴
PMMA는 가시광선을 거의 완벽하게 투과시키고 광선을 표면에 반사시키는 특이한 성질을 가지고 있어 광섬유를 만드는 데 자주 사용됩니다. 인공 치아, 치과용 임플란트, 의치 재료, 치과 충전재, 안내 렌즈 및 투석용 멤브레인을 만드는 의료 기기에 자주 사용됩니다.
폴리 염화 비닐
폴리염화비닐(PVC)은 세계에서 가장 일반적으로 사용되는 열가소성 폴리머 중 하나입니다. 그것은 병원 무균 실험실의 바닥재, 배관 및 사이딩과 같은 건설 산업에서 가장 일반적으로 사용됩니다. 또한 경우에 따라 고무 대용으로 사용되며 혈액 투석 또는 혈액 관류 장치, 혈액 튜브, 혈액 백 및 보철 재료의 제조에도 일반적으로 사용됩니다.
폴리카보네이트 – 의료 기기의 사출 성형에 일반적으로 사용되는 열가소성 수지
폴리카보네이트는 자연적으로 가시광선에 투명하고 자외선에 강한 열가소성 폴리머 그룹입니다. 그들은 일반적으로 안경 렌즈에 사용되며 유리의 좋은 대체품으로 간주됩니다. 폴리카보네이트는 깨지지 않는 매우 강한 소재로 의료기기에 많이 사용됩니다. 폴리카보네이트로 제조된 부품은 120°C의 증기, 감마 방사선 또는 에틸렌 옥사이드(Eto) 방법을 사용하여 멸균할 수 있습니다.
5. 신뢰할 수 있는 사출 성형 제조업체 찾기
사출 성형 프로젝트를 제조업체에 맡길 때 지속적으로 기대치를 충족하고 프로젝트에 가치를 더할 것으로 기대합니다. 따라서 사출 성형 제조업체에서 찾는 방법을 알아야 합니다.
적절한 사출 성형 인증.
사출 성형 산업에는 특히 의료와 같은 특수 산업에 대한 엄격한 지침이 있습니다.
설계 및 제작 자격:
제조업체의 장비가 IQ/OQ/PQ 프로세스 검증을 위한 품질 표준을 충족하는 것이 매우 중요합니다. 또한 SolidWorks CAD와 같은 설계 소프트웨어를 사용하는 것은 프로토타이핑 능력을 결정하는 중요한 성능입니다.
품질 관리 및 평가 인증
제조업체에게 ISO 9001:2015는 적절한 품질 관리 시스템을 의미하므로 중요한 인증입니다.
자재 안전 및 조달 인증
특히 의료 분야에서는 추적성이 매우 중요합니다. 제조업체의 생산 기록이 관련 법적 및 윤리적 제약을 완전히 준수하는지 확인하십시오.
제조업체의 품질 관리 수준
사출 성형에는 매우 높은 안정성이 필요하므로 공급업체가 전체 생산 공정에서 품질 관리 및 안전 조치를 구현하는지 확인하십시오. 다양한 열가소성 부품 제조를 위한 실습 솔루션에 대한 공장을 확인하십시오. 그들이 실천의 구체적인 예를 설명하는 것을 듣는 것이 현명합니다.
사내 제조 장비 및 전문 기계공
사내 고급 제조 장비 및 기계공은 고품질을 제공하고 생산 기대치를 충족하기 위한 중요한 기반입니다. 5축 CNC 공작기계, XNUMX좌표 측정기 등이 필요조건이다. 물론 숙련된 기술자는 전체 개발 단계를 따라야 합니다.
사출 성형 재료 선택에 의문이 있는 경우 주저하지 말고 문의하십시오. 디프로토타입 20년 이상의 경험을 바탕으로 즉시 무료로 조언해 드립니다.