나를에 따라 
진공 주조에 대해 알아야 할 모든 것
진공 주조는 시제품 제작에 중요한 공정 중 하나입니다. 저렴한 비용과 안정적인 제품 품질이라는 장점을 가지고 있으며, 신속한 엔지니어링 테스트(프로젝트의 빠른 테스트), 설계 개념 검증, 물리적 전시(제품의 물리적 구조 전시)에 매우 적합합니다. 설계자는 개념이나 아이디어에서 대량 생산 단계로 발전하기 전에 지속적으로 문제점을 발견하고 제품 계획을 개선해야 합니다. 자동차 부품, 로봇, 의료 기기, 3C 제품 등 많은 산업용 플라스틱 부품은 사출 성형 공정을 통해 수백만 개가 생산되지만, 금형 제작 비용이 매우 높고 금형 개발 시간도 상대적으로 깁니다(금형 설계 및 생산 주기가 길다는 의미). 설계자에게 더 어려운 점은 계획에 작은 결함이라도 생기면 막대한 낭비(금형 수정 비용이 상당히 높음)로 이어진다는 것입니다. 강철 금형 세트의 가격이 보통 수만 달러에 달하고, 시간 비용은 이를 상쇄하지 못한다는 점을 알아야 합니다. 따라서 설계 검증을 위해 20~500개 정도의 소량 플라스틱 부품을 생산하는 것이 필수적입니다. 이때 진공 주조 방식이 선호되는 가공 방법입니다.
진공 주조 란?
실리콘 몰드라고도 하는 진공 주조는 제조된 실리콘 몰드를 사용하여 플라스틱 부품을 복제합니다. 부어진 폴리우레탄 소재를 진공상태에서 탈포, 교반, 예열 및 캐스팅하고 항온조에서 60℃~80℃에서 2~3시간 동안 XNUMX차 경화성형 공정을 진행한다. 실리콘 복합 몰드로 만든 복제품은 ABS 및 기타 재료의 강도와 경도에 도달할 수 있으며 요구 사항에 따라 색상을 장착할 수도 있습니다. 진공 주조 공정은 복잡한 구조, 균일한 벽 두께, 특정 기능 및 외관을 가진 플라스틱 부품의 작은 배치를 제조할 수 있습니다.
진공 주조의 제조 공정
진공주조의 제조공정은 주형 원형 제작, 주형 제작, 부품 주입의 XNUMX단계로 나뉜다.
1단계: 마스터 몰드 프로토타입 제작
안정적인 특성을 가진 재료를 선택하여 메인 몰드 프로토타입을 만들 수 있습니다. 일반적으로 플라스틱 또는 금속 재료로 만들어집니다. 유일한 요구 사항은 이 재료가 40°C의 고온에서 일정 시간 동안 안정적이어야 한다는 것입니다.
프로토타입이 복사된 부품의 품질에 결정적인 역할을 한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 고정밀, 고광택 또는 고투명 플라스틱 부품을 가공하려는 경우 마스터 몰드 프로토타입은 CNC 가공으로 가장 잘 가공됩니다.
SLA 공정으로 마스터 모델 프로토타입을 제작하는 것도 이상적인 선택이지만 CNC로 처리한 마스터 모델 프로토타입과 비교할 때 최종 부품의 비용이 상당히 다를 수 있습니다(정확도가 약간 떨어지며 단가는 약간 낮음); 이것은 부품을 제조하기 위해 진공 주조 공정을 선택할 때 다른 제조업체의 견적이 상당히 다를 것이며 심지어 여러 번 다를 것입니다(다른 제조업체의 견적이 다른 이유 중 하나).
메인 모델 프로토타입의 표면도 스프레이 텍스처 또는 매트 효과로 디자인할 수 있습니다. 실리콘 몰드는 디테일과 질감을 정확하게 재현하고 최종 복제품의 표면은 프로토타입과 높은 수준의 일관성을 유지합니다.
2단계: 실리콘 몰드 만들기
쏟아지는 금형은 RTV 금형으로도 알려진 액체 실리콘으로 만들어집니다. 실리콘은 화학적으로 안정적이고 자가 방출되며 유연하여 수축을 최소화하고 프로토타입에서 금형까지 부품 세부 사항을 효율적으로 복제합니다. 실리카겔과 경화제를 골고루 섞는다. 몰드 실리카겔의 외관은 흐르는 액체이고 성분 A는 실리카겔이며 성분 B는 경화제입니다. 예: 실리카겔 100g에 경화제 2g을 첨가합니다. (참고: 실리카겔과 경화제는 고르게 저어줘야 합니다. 경화되고 실리콘이 고르지 않게 경화되어 실리콘 몰드의 수명과 몰드 회전 횟수에 영향을 미치고 심지어 몰드가 폐기됩니다.
후속 몰드 절단 후 분할 표면을 형성하기 위해 프로토타입 주변의 평평한 곳에 테이프를 붙입니다. 그런 다음 프로토타입을 주조 상자에 매달고 접착제 스틱을 부품에 배치하여 실리콘 몰딩 공정 중에 통풍을 위한 스프루와 통풍구를 제공합니다. 상자에 실리카겔을 붓고 기포를 제거하십시오. 시간이 너무 길면 안됩니다. 정상적인 상황에서는 가교 반응이 발생한 후 붓질이나 붓기가 불가능하지 않도록 XNUMX분을 초과하지 않아야 합니다.
주조 상자를 오븐에 넣어 경화시키고 온도는 40℃, 시간은 8-16시간이며 이 시간은 금형의 부피에 따라 다릅니다.
실리콘 고무가 경화되면 상자와 풀을 제거하고 파팅 라인을 따라 자르고 시제품을 꺼냅니다. 이 때 실리콘 고무는 시제품과 정확히 동일한 모양의 캐비티를 형성합니다. 이런 식으로 실리콘 몰드를 성공적으로 만들 수 있습니다.
3단계: 진공 주조
틀을 오븐에 넣어 굳히고 60~70℃로 예열합니다.
적합한 이형제를 선택하고 몰드를 닫기 전에 올바르게 사용하십시오. 이는 점착 및 표면 결함을 방지하는 데 매우 중요합니다.
설계 요구 사항에 따라 폴리우레탄 수지를 준비하고 50액형 수지를 올바른 비율로 혼합한 다음 진공 상태에서 60-40초 동안 완전히 저어 가스를 제거하고 사용하기 전에 약 XNUMX°C로 예열합니다.
금형의 구멍에 폴리우레탄 수지를 붓습니다. 캐비티가 채워진 후 금형을 진공 환경에 넣어 캐비티의 공기를 제거하고 금형의 모든 위치를 액체 실리콘으로 채워 성형 제품의 모양이 프로토타입과 정확히 동일하도록 합니다.
금형을 오븐에 계속 넣어 다시 경화시킵니다. 평균 경화 시간: 작은 조각의 경우 1-3시간, 큰 조각의 경우 3-6시간.
경화 후 주조된 부품을 실리콘 몰드에서 꺼내면 원래 부품의 복제본을 얻을 수 있습니다.
이 과정을 반복하세요.
진공 주조를 위한 재료 선택
폴리우레탄 수지는 다양한 특성과 용도를 가진 고분자입니다. 진공 주조 장비 제조업체들은 일본의 헤이캐스트(Hei-Cast)와 프랑스의 악손(Axson)을 비롯한 여러 업체에서 폴리우레탄 수지를 공급받고 있습니다. 이 소재의 특성은 ABS, PMMA, PC, PP, PA 등과 같은 엔지니어링 플라스틱과 유사합니다. 주조용 수지의 종류는 투명, 반투명, 유색, 연질 고무 또는 경질 플라스틱, 내충격성, 내열성(120°C) 또는 내화성(UL94-V0) 소재에 이르기까지 다양합니다. 진공 주조 공정은 2차 사출 성형에 사용될 수 있으며, 인서트도 추가할 수 있습니다.
진공 주조 기술 파라미터
기술설명 | 공차 참고 |
정확성 | 액체의 열팽창과 유연한 금형의 자연적 특성으로 인해 예상 수축률은 +0.15%입니다. 표준 공차는 ±0.15mm/100mm이며 최고 정확도는 ±0.05mm에 도달할 수 있습니다. |
최대 크기 | 진공 주입 장비는 2d.0M*1.2M*1.0M의 최대 크기를 수용할 수 있습니다. |
부품 최소 벽 두께 | 적절한 금형 충진을 보장하려면 최소 0.75mm의 벽 두께가 필요합니다. 최상의 결과를 위해 최소 1.5mm의 벽 두께를 권장합니다. |
일반적인 복제본 수 | 금형당 최대 25개의 복제본(금형 복잡성 및 주조 재료에 따라 다름) 부품에 고품질이 필요한 경우(예: 투명하거나 복잡한 구조) 몰드에 대해 12개 또는 10개의 복제본만 만들 수 있습니다. |
일반적인 리드 타임 | 부품 크기 및 부피에 따라 최대 50개의 주조 샘플을 10~15일 이내에 생산할 수 있습니다. |
진공 오버몰딩을 위한 마무리 옵션
무광/반투명. 마스터 프로토타입은 샌드블라스팅 처리된 무광이며, 복제품은 매끄러운 새틴 마감입니다. 투명 및 반투명 부품도 이 마감 처리가 적용되면 무광으로 보입니다. 무광 마감은 지문이 잘 보이지 않도록 해주기 때문에 손으로 잡는 부분이나 손이 자주 닿는 부분에 유용합니다.
반광택 마감은 약간의 광택은 있지만 반사율은 낮은 마감입니다. 고광택과 무광택의 중간 단계로, 표면이 매끄럽고 청소하기 쉽습니다.
고광택. 금형 제작 전에 원형을 연마하여 높은 반사율을 구현합니다. 투명 부품에 가장 높은 투명도를 제공합니다. 스페큘러는 화장품 모형, 렌즈 등에 사용할 수 있습니다.
폴리우레탄은 안료와 혼합되어 다양한 색상을 얻을 수 있습니다. 블랙, 내추럴, 클리어 등 다양한 커스텀 컬러(선택에 가장 가까운 라울 또는 팬톤 컬러).
진공 주조의 장점
빠른 납기. 부품 사양(크기, 구조) 및 수량에 따라 최대 50개까지 7~15일 이내에 납품 가능합니다. 사출 성형과 비교했을 때 진공 주조의 생산 시간은 훨씬 짧습니다. 기존 사출 금형은 생산 완료까지 4~8주가 소요되는 반면, 실리콘 금형은 1~2주 만에 완성되며, 복잡한 부품도 단시간 내에 제작할 수 있습니다.
저렴한 비용. 실리콘은 사출 금형에 비해 비용이 저렴합니다. 사출 성형은 강철이나 알루미늄을 기반으로 합니다. 실리콘 금형의 비용은 수백 달러에서 수천 달러 사이인 반면, 사출 성형품 하나의 비용은 수천 달러에서 수만 달러에 이릅니다.
대형 부품 생산이 가능합니다. 사용되는 장비 유형에 따라 진공 주조는 자동차 케이스, 대형 로봇 케이스, CT 의료기기 케이스 등과 같은 매우 큰 부품을 제작할 수 있습니다.
표면 마감이 사출 성형보다 우수합니다. 진공 성형 공정은 기포를 제거하고 재료가 캐비티에 완전히 접착되도록 하여 세부적인 부분까지 정밀하게 표현합니다.
진공 주조는 필요한 복잡한 부품이나 디자인을 한 번에 구현할 수 있는 반면, CNC 가공은 대부분 크기와 구조에 따라 분할하여 생산해야 합니다.
다양한 색상 중에서 선택할 수 있습니다. 색소 안료를 레진에 첨가하여 더욱 다양한 색상을 만들 수 있습니다.
반복 사용성. 실리콘 몰드는 교체하기 전에 약 20회 정도 사용할 수 있습니다.
진공주조의 적용
소량 생산에 적합합니다. 진공 이중 성형은 사출 금형에 투자하기에는 생산량이 부족한 소량 생산이나, 생산 금형이 준비되기 몇 주 전에 완료할 수 있는 초기 생산 부품에 이상적입니다.
진공 주조 공정은 비교적 저렴하여 필요한 설계 변경을 쉽고 경제적으로 할 수 있습니다. 또한, 동일한 금형에 다양한 재료를 사용할 수 있어 여러 재료로 설계를 테스트할 수 있습니다.
시장 테스트. 고품질 마감 처리가 가능한 진공 주조 부품은 소비자 테스트, 사용자 평가 및 콘셉트 모델 제작에 이상적입니다. 동일한 디자인 콘셉트 하에서 제품에 가장 적합한 색상을 확신하지 못하는 경우, 실리콘 몰드를 제작하여 10~15개의 샘플을 만들고 각 샘플에 디자인의 색상과 질감을 도색하여 디자인 부서에서 활용할 수 있습니다. 경영진 회의에서의 내부 논의를 통해서도 신속하게 변경 사항을 적용하여 추가 테스트 또는 시장 출시를 진행할 수 있습니다.
2021년 8월, 미국의 한 자전거 제조업체는 규칙적인 다이아몬드형 무늬의 투명한 후미등 커버 50개를 제작하기를 원했습니다. 예산을 고려하여 진공 주조 공정을 제안했고, 후가공으로 연마했습니다. 전문 중간팀의 검수를 거쳐 고객은 시제품을 받고 기대 이상의 만족감을 나타냈습니다. 결론적으로, 복잡한 금형 부품은 시제품의 구조, 세부 사항 및 질감을 정확하게 재현하고 시제품과 동일한 표면 마감을 제공하여 사출 성형과 유사한 생산 결과를 얻을 수 있었습니다.
