올바른 사출 성형 재료를 선택하는 방법은 무엇입니까?

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 은 가열되거나 고온에 노출되면 강도가 증가하는 소재입니다 . 예를 들어, 열경화성 플라스틱 제품은 고온에 노출되어도 전체적인 강도와 형태를 유지합니다. 이러한 특성 덕분에 대형 부품이나 조립품을 제작할 때 유리하며, 다양한 용도와 극한 조건에도 잘 견딥니다. 하지만 열경화성 플라스틱에는 몇 가지 중요한 단점도 있습니다. 가열되면 내부 구조가 변형되어 원래 형태로 되돌릴 수 없기 때문에 재사용이 불가능합니다. 또한, 열경화성 플라스틱의 높은 융점은 사출 성형 공정에 적합하지 않습니다. 게다가 모든 열경화성 플라스틱의 융점이 동일한 것은 아닙니다. 각 소재는 열에 대한 반응이 다르기 때문에 특정 유형의 열경화성 플라스틱에는 특수 장비가 필요할 수 있으며, 이러한 장비는 일반적으로 범용적이지 않습니다.

열경화성 플라스틱.

열가소성 수지. 열가소성 수지는 반복적인 가열 및 냉각 후에도 화학 구조 변화 없이 재사용할 수 있는 재활용 가능한 소재입니다. 사출 성형에 있어 열가소성 수지는 비교적 낮은 융점을 가지고 있어 플라스틱 부품의 대량 생산에 더욱 적합하다는 장점이 있습니다.

열가소성 플라스틱

* 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.

  • 햇볕 아래, 실외 , 습한 환경, 또는 모듈 내부 또는 외부에 설치해야 합니까?

  • 온도 : 해당 부품이 냉장고처럼 차가운 환경에서 작동하는지, 아니면 실온이나 작업대 아래와 같은 고온 환경에서 작동하는지 확인하십시오.

  • 수명 주기: 부품의 평균 사용 기간은 5년, 10년 또는 그 이상입니까?

  • 보증: 특히 자동차 산업에서는 부품이 몇 년 후 손상될 수 있다는 점을 고려해야 합니다. 수리 비용은 얼마나 들까요?

  • 비용 제약: 고밀도 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 같은 상업용 플라스틱은 일반적으로 밀도가 높고 발열량이 낮으며 가격이 비교적 저렴합니다. 다른 하나는 PEEK, PEI 등의 엔지니어링 플라스틱으로, 내열성이 뛰어나고 매우 단단하지만 가격이 상대적으로 높습니다.

  • 외관 요구 사항: 부품에 질감이 필요한지, 표면 마감 수준이 어느 정도여야 하는지, 유색 부품이 투명 부품보다 더 적합한지 등.

  • 처음 질문을 파악하고 나면 대부분의 자료를 제외할 수 있지만, 자료를 더욱 좁히기 위해 다음 질문들을 고려해야 합니다.

  • 설계 기능: 부품의 기계적 특성을 고려할 때, 유연성, 압축성, 접착력과 같은 기능이 필요한가요? 인장 강도가 필요한가요? 부품의 충격 인성 또는 전기 절연 요구 사항은 무엇인가요? 재료에 다중 재료 오버몰딩이나 인서트 몰딩과 같은 접합 인서트가 필요한가요? 부품 무게 또한 중요한 고려 사항입니다.

  • 환경적 요인 : 해당 부품은 어떤 작동 환경에 노출될까요? 화학 물질에 노출될까요? 난연성이 필요할까요? 자외선 차단 요건은 무엇일까요?

  • 규정 준수 : 특정 산업 분야에서는 부품에 특정 물질 접근 제한 기준이 필요합니다. 해당 부품이 식품 인증이나 FDA 규정을 준수해야 합니까? 아니면 의료 등급, ISO, 전기 안전 기준 등을 충족해야 합니까?

열경화성 수지와 열가소성 수지의 차이점

열경화성 폴리머열가소성 폴리머
한 번만 가열 및 성형 가능여러 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 5분안정화는 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

전문 사출 성형 공장은 일반적으로 수십 가지의 엔지니어링 등급 플라스틱을 재고로 보유하고 있으며, 고객이 요청하는 특수 소재도 제공할 수 있어야 합니다. 중국의 사출 성형 부품 공급업체인 DDPROTOTYPE에서 보유하고 있는 재고를 바탕으로 일반적으로 사용되는 열가소성 수지의 장점과 적용 분야를 정리했습니다.

① ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene).

장점 : ABS는 수축률이 낮고 치수가 안정적이며 내산성 및 내알칼리성이 뛰어난 강하고 충격에 강한 플라스틱으로 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 또한 가격이 비교적 저렴합니다.

적용 분야 : 전자 제품, 리모컨, 컴퓨터, 전화기, 화장품, 휴대용 기기, 케이스 등을 포함하되 이에 국한되지 않음.

주의사항: ABS로 사출 성형된 부품은 용접선이 나타날 수 있으며, 두꺼운 부분에는 움푹 패인 곳이나 기포가 생길 수 있습니다. 다행히 ABS에 PC를 혼합하면 이러한 결함을 크게 개선할 수 있습니다.

ABS 사출 성형

②ABS/PC

장점 : ABS/PC 하이브리드 소재는 폴리카보네이트의 강도와 내열성, 그리고 우수한 기계적 특성을 지닌 ABS의 유연성과 치수 안정성을 모두 갖추고 있습니다. 또한, ABS보다 내열성이 뛰어나며, 저온에서는 PC보다 충격 저항성이 높습니다.

응용 분야: 이러한 하이브리드 소재는 자동차, 전자, 통신 산업을 비롯한 여러 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

주의사항: ABS/PC 소재는 단일 소재로 성형할 경우, 두꺼운 성형 문제 등 결함 발생 가능성이 높습니다. 우수한 기계적 특성을 유지하면서 비용을 절감하고자 할 경우, 이러한 하이브리드 소재를 선택할 수 있습니다.

ABS PC 소재

③PC(폴리카보네이트)

장점: PC는 광학적으로 투명한 플라스틱으로, 높은 강도, 뛰어난 내충격성, 낮은 수축률, 우수한 치수 안정성을 가지고 있습니다. 또한, PC는 내열성이 우수하여 가공 부품의 표면 마감이 매우 뛰어납니다.

응용 분야: 렌즈, 조명, 휴대폰 케이스, 전자 부품, 의료 기기, 방탄 유리 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

주의사항: PC 소재로 부품을 제작할 경우 두께가 두꺼워져 기포, 공기 방울 또는 움푹 들어간 부분이 생길 수 있습니다. 또한, PC 부품은 내화학성이 상대적으로 떨어집니다. ABS/PC 혼합 소재는 PC를 대체할 수 있는 좋은 소재이며 이러한 단점을 일부 해결할 수 있지만, 제작된 부품은 불투명합니다.

PC 폴리카보네이트

④PA 또는 PPA(지방족 폴리아미드)

장점: 폴리프로필렌(PA)은 우수한 성능을 지닌 엔지니어링 플라스틱입니다. 뛰어난 기계적 특성, 탁월한 내식성, 내유성, 내열성 등을 갖추고 있으며, 보강재 및 난연제 개질을 통해 내열성, 안정성 및 난연성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 나일론은 4, 6/6, 6, 6/10, 6/12, 12 등 다양한 종류가 있으며, 각 종류마다 고유의 장점을 가지고 있습니다. 나일론은 높은 강도와 ​​고온 강도, 우수한 내화학성을 자랑합니다. 예를 들어, 나일론 6/6은 높은 강도와 ​​경도를 가지며 내마모성이 매우 뛰어납니다. 나일론 6은 저온에서 매우 단단하고 인성이 좋습니다. 나일론 6/12는 충격 저항성이 우수합니다.

적용 분야: 얇은 벽 구조를 가진 부품, 샤프트, 기어 및 베어링, 나사, 펌프, 가이드 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

주의사항: 나일론은 변형되기 쉽다는 것은 잘 알려진 사실입니다. 특히 습기가 많은 냉장고 내부와 같은 특정 환경에서는 나일론 부품 사용을 일반적으로 피해야 합니다. 나일론은 수분을 흡수하는 소재이기 때문에 부품의 크기나 구조가 변형되거나 손상될 수 있습니다.

PA 소재

⑤POM(폴리옥시메틸렌)

장점: 인성, 강성, 경도 및 강도가 뛰어나 다른 플라스틱에 비해 매우 단단합니다. 동시에 윤활성 및 유기 용매에 대한 내성이 우수하고 탄성도 뛰어납니다. 따라서 이 플라스틱은 베어링 표면 및 기어 제조에 매우 적합합니다.

적용 분야: 기어, 펌프, 임펠러, 블레이드, 컨베이어 체인, 팬, 스위치 부품, 버튼 및 손잡이 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

주의사항: POM은 수축성이 있으므로 부품 제조 시 균일한 벽 두께를 설계해야 합니다. 또한 윤활성이 뛰어나 도색이나 코팅이 어렵고, 미적인 효과를 내기 어렵습니다.

POM 소재

⑥PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)

장점: 아크릴이라고도 불리는 이 소재는 투명한 플라스틱으로, 우수한 광학적 특성, 표면 마감, 긁힘 방지 및 낮은 수축률을 가지고 있습니다.

적용 분야: 렌즈, 광섬유, 램프 갓, 광섬유, 로고 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

주의사항: PMMA는 비교적 취성이 강하고, 힘을 가하면 쉽게 균열이 생기며, 내화학성이 떨어집니다.

PMMA 재료

⑦PP(폴리프로필렌)

장점: PP는 성형성이 우수하고 표면 강성 및 내스크래치성이 뛰어납니다. 또한 저렴한 가격의 플라스틱으로 내충격성, 내마모성, 매우 높은 인성, 우수한 신축성, 내산성 및 내알칼리성을 지니고 있습니다.

적용 분야: 경첩, 선풍기, 병뚜껑, 의료용 피펫 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

주의사항: PP 소재는 저온에서 취성이 강해집니다. 두꺼운 부품을 제조할 경우 기포가 발생할 수 있으며, 수축 및 변형이 발생할 가능성도 있습니다.

PP 소재 부품

⑧PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트)

장점: PBT는 우수한 성능을 자랑하는 엔지니어링 소재로, 뛰어난 인성 및 피로 저항성, 내열성, 내후성, 우수한 전기적 특성, 낮은 흡수율을 갖추고 있습니다. 강화 및 난연제 개질을 통해 내열성, 치수 안정성 및 난연성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 자동차에 매우 적합하며 전자 부품에 우수한 전기적 특성을 제공합니다. 중고강도에 인성이 우수하고 연료, 오일, 지방 및 다양한 용제에 대한 내성이 뛰어나며 냄새를 흡수하지 않습니다.

적용 분야: 슬라이딩 베어링, 기어, 연삭기, 진공 청소기, 버튼 등에만 국한되지 않습니다.

주의사항: PBT 수지는 변형이 쉽고 얇은 벽 부품으로 가공하기 어렵습니다.

PBT 소재 부품

⑨PPSU(폴리페닐술폰)

장점: PPSU는 높은 인성과 내열성을 특징으로 하며, 고온에서도 안정적이고 치수 안정성이 뛰어난 소재입니다. 또한 방사선 저항성 및 일정 수준의 내산성, 내알칼리성도 갖추고 있습니다.

적용 분야: 의료기기 부품, 멸균 트레이, 온수 액세서리, 소켓 및 커넥터 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

주의사항: 두꺼운 부품의 경우 PPSU에 기포나 공기 방울이 생길 수 있습니다. 유기 용제 및 탄화수소는 PPSU 소재에 부식을 일으킬 수 있습니다. PPSU 수지에는 일반적으로 착색제를 첨가할 수 없습니다.

PPSU

⑩PEEK(폴리에테르에테르케톤)

장점: PEEK는 내열성, 내화학성, 난연성, 우수한 강도 및 치수 안정성을 갖춘 소재로, 의료, 항공우주 및 자동차 산업에서 널리 사용됩니다.

적용 분야: 베어링, 피스톤 부품 및 펌프, 절연 전선 등을 포함하되 이에 국한되지 않습니다.

참고: PEEK는 고성능 소재이므로 가격이 매우 높습니다.

엿보기 플라스틱 부품

⓫PEI(폴리에테르이미드)

장점: PEEK와 유사하게 PEI는 내열성 및 난연성, 우수한 강도 및 치수 안정성, 그리고 뛰어난 내화학성을 지닌 소재입니다. 의료, 항공우주 및 자동차 산업에서 널리 사용됩니다.

적용 분야: 의료 및 화학 기기에 국한되지 않으며, 에어컨, 파이프라인 등에도 사용됩니다.

참고: PEI 또한 회전율이 높은 소재이지만 PEEK보다 저렴합니다.

PEI 소재

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.

의료용 사출 성형 재료

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.

폴리에틸렌 DPE

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.

폴리스티렌

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.

아크릴

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.

PVC

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.

ISO13485
ISO 9001:2015

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 어려움이 있으시면 주저하지 마시고 DDPROTOTYPE에 바로 연락주세요. 20년 이상의 경험을 바탕으로 무료로 상담해 드립니다.