사출 성형의 세계에서, 투플레이트 금형은 가장 기본적인이자 널리 사용되는 도구 설계입니다. 이는 캐비티 측(A-측)과 코어 측(B-측)의 두 가지 주요 섹션으로 구성되며, 이들이 만나 분할선(parting line)으로 알려진 단일 분리 평면을 형성합니다. 플라스틱을 전달하는 전체 시스템—러너와 게이트—은 이 분할선에 위치하며, 이는 부품과 연결된 러너가 함께 배출됨을 의미합니다.
투플레이트 금형의 핵심 원리는 그 단순성입니다. 단 하나의 분할 평면을 가짐으로써 설계가 간단하고 비용 효율적이지만, 이러한 단순성은 플라스틱이 주입될 수 있는 위치를 제한하며 종종 러너 시스템의 수동 제거를 필요로 합니다.
투플레이트 금형의 구조
그 기능을 이해하려면 먼저 핵심 구성 요소를 이해해야 합니다. 이 디자인은 단순함 속에서 우아하며, 모든 부품이 직접적인 목적을 수행합니다.
코어 및 캐비티 플레이트
투플레이트 금형은 두 개의 주요 반쪽으로 구성됩니다. 캐비티 플레이트 또는 "A-측"은 일반적으로 부품의 외관을 형성하며 사출 성형기의 고정 플래튼에 장착됩니다.
코어 플레이트 또는 "B-측"은 부품의 내부 형상을 형성하고 이젝션 시스템을 포함합니다. 이 절반은 이동 플래튼에 장착됩니다.
단일 분할선
이것이 투플레이트 금형의 특징입니다. 분할선은 코어와 캐비티 플레이트가 만나는 단일 표면입니다. 성형 사이클이 완료되면 금형은 이 평면을 따라만 분리됩니다.
러너 및 게이트 시스템
러너는 분할선 표면에 가공된 채널로, 기계의 노즐에서 부품으로 용융 플라스틱을 안내합니다.
게이트는 러너가 부품 캐비티와 만나는 작고 국부적인 개구부입니다. 투플레이트 금형에서는 게이트가 분할선에 직접 위치해야 하며, 일반적으로 부품의 가장자리에 있습니다. 이를 종종 "엣지 게이트"라고 부릅니다.
이젝션 시스템
금형의 코어(B-측) 내부에 위치한 이젝션 시스템은 핀 또는 다른 메커니즘으로 구성됩니다. 부품이 냉각되고 금형이 열린 후, 이 핀들이 앞으로 밀려나 완성된 부품과 연결된 러너 시스템을 배출합니다.
투플레이트 금형 작동 방식
작동 사이클은 직접적이고 효율적이며, 네 가지 명확한 단계로 나뉩니다.
1단계: 금형 닫힘
이동 플래튼이 코어 플레이트를 밀어 고정 캐비티 플레이트에 단단히 밀착될 때까지 분할선을 따라 고압 클램프를 생성합니다.
2단계: 사출
고압으로 용융 플라스틱이 주입됩니다. 러너 시스템을 통해 이동하여 게이트를 통해 캐비티로 들어가 부품이 완전히 형성될 때까지 채워집니다.
3단계: 냉각
플라스틱은 압력 하에 유지되며 금형 내에서 냉각 및 응고되어 캐비티의 모양을 취합니다.
4단계: 배출
이동 플래튼이 후퇴하여 분할선에서 금형을 분리합니다. 부품과 연결된 러너는 이젝션 시스템이 활성화될 때까지 코어 측에 붙어 있다가 단일 유닛으로 밀려 나옵니다. 그런 다음 러너는 부품에서 수동으로 또는 로봇으로 분리되어야 합니다.
장단점 이해
투플레이트 금형을 흔하게 만드는 단순성은 특정 한계를 초래합니다. 이러한 장단점을 이해하는 것은 건전한 설계 및 제조 결정을 내리는 데 중요합니다.
장점: 단순성과 비용
더 적은 구성 요소와 더 간단한 기계적 동작으로 인해 투플레이트 금형은 설계, 제조 및 유지 보수 비용이 가장 저렴합니다. 그 신뢰성은 이러한 단순성의 직접적인 결과입니다.
장점: 견고성과 빠른 사이클
움직이는 부품이 적다는 것은 잠재적인 고장 지점이 적다는 것을 의미합니다. 단순한 개폐 동작은 더 복잡한 금형 설계에 비해 더 빠른 사이클 타임으로 이어질 수도 있습니다.
한계: 게이팅 위치
게이트가 분할선에 있어야 하므로 구성 요소의 둘레에만 배치할 수 있습니다. 이로 인해 게이트가 트리밍되는 곳에 작지만 눈에 띄는 자국(잔여물)이 남을 수 있으며, 이는 고도로 미적인 표면에는 허용되지 않을 수 있습니다.
한계: 수동 또는 2차 게이트 제거
부품은 러너가 여전히 부착된 상태로 배출되며, 이는 모델 비행기 키트의 부품과 매우 유사합니다. 이는 러너를 완성된 부품에서 분리하기 위한 2차 작업(수동 작업 또는 로봇 공정)을 필요로 하며, 이는 사이클 시간과 인건비를 증가시킵니다.
부품에 적합한 금형 선택
투플레이트 금형 사용 결정은 비용, 부품 설계 및 생산 요구 사항의 균형에 달려 있습니다.
- 주요 초점이 비용 효율성과 빠른 툴링인 경우: 특히 가장자리에 작은 게이트 자국이 허용되는 부품의 경우 투플레이트 금형이 거의 항상 올바른 선택입니다.
- 부품이 구조적 무결성 또는 유동 역학을 위해 중앙 게이트를 필요로 하는 경우: 투플레이트 설계는 부적합하며, 쓰리플레이트 또는 핫러너 금형을 고려해야 합니다.
- 주요 초점이 완전 자동화된 대량 생산인 경우: 2차 게이트 제거의 필요성은 병목 현상이 될 수 있으므로, 자동 러너 분리가 가능한 더 복잡한 금형이 장기적으로 더 나은 투자가 될 수 있습니다.
이 기본적인 설계의 근본적인 장단점을 이해하면 프로젝트의 기술적 및 재정적 목표에 부합하는 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.
요약표:
| 측면 | 투플레이트 금형 특징 |
|---|---|
| 분할선 | 단일 분할선 |
| 게이팅 위치 | 분할선(엣지 게이트)으로 제한됨 |
| 러너 시스템 | 부품과 함께 배출됨 (콜드 러너) |
| 주요 장점 | 저렴한 비용, 단순성, 견고성 |
| 주요 한계 | 2차 러너 제거(게이트 제거) 필요 |
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