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진공 주조에 대해 알아야 할 모든 것
진공 주조 시제품을 제작하는 중요한 공정 중 하나입니다. 저렴한 비용과 안정적인 제품 품질의 장점이 있습니다. 신속한 엔지니어링 테스트(프로젝트의 빠른 테스트), 설계 개념 검증 및 물리적 디스플레이(제품 물리적 구조 디스플레이)에 매우 적합합니다. 개념이나 아이디어에서 성숙한 대량 생산으로 발전하기 전에 디자이너는 지속적으로 문제를 발견하고 제품 계획을 개선해야 합니다. 자동차 부품, 로봇, 의료 기기 및 3C 제품과 같은 많은 산업용 플라스틱 부품은 일반적으로 사출 성형 공정을 사용합니다. 수백만 단위가 생산되지만 금형 개봉 비용이 매우 높고 금형 개발 시간이 상대적으로 깁니다. (그리고 금형의 설계 및 생산주기가 길다). 설계자에게 더 어려운 점은 계획에 작은 결함이 있으면 막대한 낭비가 발생한다는 것입니다(금형 수정 비용이 상당히 높음). 강철 금형 세트는 일반적으로 10,000 또는 수만 달러의 비용이 들며 시간 비용은 보상할 수 없다는 것을 알아야 합니다. 따라서 20-500개와 같이 디자인을 검증하기 위해 플라스틱 부품의 작은 배치를 생산하는 것은 필수 단계입니다. 이때 진공 주조가 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.
이주기를 반복하십시오.
진공 주조를 위한 재료 선택
폴리 우레탄 수지는 다양한 특성과 용도를 가진 폴리머입니다. 진공 주조 제조업체는 일본의 Hei-Cast와 프랑스의 Axson을 비롯한 폴리우레탄 수지를 공급합니다. 재료 특성은 ABS, PMMA, PC, PP, PA 등과 같은 엔지니어링 플라스틱과 유사합니다. 주조 수지의 유형은 투명, 반투명에서 유색, 연질 고무 또는 경질 플라스틱에 이르기까지 다양하며 충격에 강하고 높은 - 내열성(120°C) 또는 내화성(UL94-V0) 재질. 진공 주조 공정은 XNUMX차 사출 성형에 사용할 수 있으며 인서트도 추가할 수 있습니다.
진공 주조 기술 파라미터
상품 설명 | 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
매트/프로스트.마스터 프로토타입은 샌드블라스트 무광택이며 복제 부품은 매끄러운 새틴 마감 처리되어 있으며 이 마감 처리된 투명 및 반투명 부품은 무광택으로 나타납니다. 무광택 마감 처리는 지문이 잘 보이지 않기 때문에 핸드헬드 및 접촉이 많은 영역에 유용합니다.
반광택. 약간의 광택이 있지만 반사율이 높지 않은 마감입니다. 반광택 마감은 고광택과 무광택 사이에 있으며 표면이 매끄럽고 청소하기 쉽습니다.
고광택. 주형을 만들기 전에 마스터 프로토타입을 연마하여 반사율이 높은 마감을 만듭니다. 투명한 부품에 대해 가장 높은 투명도를 가집니다. Specular는 코스메틱 모델, 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 처리. 부품 사양(크기, 구성) 및 수량에 따라 최대 50개의 부품을 7-15일 이내에 배송할 수 있습니다. 사출 성형에 비해 진공 주조의 생산 시간이 짧습니다. 전통적인 사출 금형은 생산을 완료하는 데 4~8주가 걸립니다. 실리콘 몰드는 완전히 완성되는 데 1-2주만 있으면 되지만 모든 복잡한 부품은 짧은 시간 안에 완성할 수 있습니다.
저렴한 비용. 실리콘은 사출 금형에 비해 비용면에서 저렴합니다. 사출 성형은 강철 또는 알루미늄 제조를 기반으로 합니다. 실리콘 몰드의 비용은 수백에서 수천 사이일 수 있는 반면, 한 번의 사출 성형 비용은 수천에서 수만 사이입니다.
대형 부품 생산이 가능합니다. 사용되는 장비 유형에 따라 진공 주조는 자동차 인클로저, 대형 로봇 인클로저, CT 의료 인클로저 등과 같은 매우 큰 부품을 만들 수 있습니다.
표면 마감은 사출 성형보다 우수합니다. 진공 청소기로 청소하는 과정은 기포를 제거하고 재료가 캐비티와 완전히 접착되도록 하여 세부 사항을 캡처합니다.
진공 주조는 필요한 것을 실현할 수 있습니다 복잡한 부품 또는 디자인을 한 번에, CNC 가공은 대부분 크기와 구조에 따라 분할 생산해야 합니다.
선택할 수있는 다양한 색상. 다양한 색상 옵션을 위해 착색 안료를 수지에 첨가할 수 있습니다.
반복성. 실리콘 몰드는 교체가 필요하기 전에 약 20회 사용할 수 있습니다.
진공주조의 적용
소량 생산에 적합합니다. 진공 이중 성형은 소량 배치(사출 금형에 투자하기에 수량이 충분하지 않은 경우) 및 생산 금형이 준비되기 몇 주 전에 완료할 수 있는 첫 실행(첫 실행) 생산 부품에 이상적입니다.
진공 주조 공정은 상대적으로 저렴합니다., 필요한 설계 변경을 쉽고 경제적으로 만듭니다. 또한 동일한 금형에 다른 재료를 사용할 수 있으므로 여러 재료로 디자인을 테스트할 수 있습니다.
시장 테스트. 고품질 마감으로 진공 주조 부품은 소비자 테스트, 사용자 평가 및 컨셉 모델에 이상적입니다. 동일한 디자인 컨셉으로 어떤 색상이 제품에 가장 적합한지 모르겠다면 실리콘 몰드를 만들어 10-15개의 주물을 만들고 각 주물에 디자인의 색상과 질감을 칠하여 디자인 부서에서 사용 관리 회의의 내부 토론에서도 추가 테스트 또는 시장 출시를 위해 변경 사항을 신속하게 적용할 수 있습니다.
2021년 50월 미국의 한 자전거 제조업체는 규칙적인 다이아몬드 모양의 질감을 가진 후미등 커버 XNUMX개를 생산하기를 원했고 부품은 투명해야 했습니다. 예산 비용을 감안할 때, 진공 주조 공정 권장되었고 후 처리가 연마되었습니다. 전문가에 의해 중간 팀이 제품을 확인하고 고객이 프로토타입 부품을 받은 후 기대치를 초과합니다. 결론: 복잡한 금형 부품은 프로토타입의 구조, 세부 사항 및 질감을 정확하게 복제할 수 있으며 프로토타입과 동일한 표면 마감을 제공하여 생산 결과와 유사한 사출 성형을 달성할 수 있습니다.
