핵심적으로, 진공 주조 공정은 주로 두 가지 주요 재료를 사용합니다: 유연한 몰드를 만들기 위한 실리콘 고무와 최종 부품을 생산하기 위한 다양한 폴리우레탄(PU) 수지입니다. 이 폴리우레탄은 일반적인 생산 등급 열가소성 수지의 기계적 특성, 색상 및 질감을 모방하도록 특별히 제조되어, 고정밀 프로토타입 및 소량 생산에 이상적입니다.
진공 주조는 단일 재료에 관한 것이 아니라 다재다능한 시스템입니다. 이 공정의 진정한 힘은 유연한 실리콘 몰드를 사용하여 ABS, 폴리프로필렌 또는 고무와 같은 특정 최종 사용 플라스틱의 특성을 시뮬레이션하도록 설계된 다양한 폴리우레탄 수지를 주조하는 데 있습니다.
각 재료의 공정 내 역할
재료 선택을 이해하려면 먼저 진공 주조의 세 단계(마스터 모델 생성, 몰드 형성, 최종 부품 주조)에서 각 재료의 뚜렷한 역할을 이해해야 합니다.
마스터 모델: 진실의 원천
마스터 모델은 몰드가 만들어지는 완벽하고 고도로 마감된 원본입니다. 그 품질은 모든 후속 부품의 품질을 결정합니다.
마스터 모델에 가장 일반적으로 사용되는 재료는 SLA(Stereolithography) 수지입니다. 이 3D 프린팅된 광중합체는 매우 매끄러운 표면 마감과 미세한 디테일을 생성하는 능력 때문에 선택되며, 이는 실리콘 몰드로 직접 전달됩니다. 또는 ABS 또는 아크릴과 같은 CNC 가공 플라스틱을 내구성과 정밀성 때문에 사용할 수 있습니다.
몰드: 유연한 음형
몰드는 진공 주조 공정의 핵심이며, 거의 보편적으로 실리콘 고무로 만들어집니다.
실리콘은 여러 가지 이유로 이상적인 선택입니다. 높은 유연성 덕분에 복잡한 부품, 심지어 언더컷이 있는 부품도 부품이나 몰드를 손상시키지 않고 쉽게 제거(탈형)할 수 있습니다. 또한 마스터 모델의 미세한 표면 디테일을 극도의 충실도로 포착합니다.
부품: 폴리우레탄 복제품
최종 부품은 액체 폴리우레탄(PU) 수지를 진공 상태에서 실리콘 몰드에 부어 만듭니다. 진공은 기포를 제거하여 기포 없는 완벽한 복사본을 보장합니다.
이 두 부분으로 구성된 열경화성 폴리머는 가장 중요한 재료 선택입니다. 이들은 생산 플라스틱의 특성을 시뮬레이션하도록 설계되어 높은 신뢰도로 형태, 적합성 및 기능을 테스트할 수 있습니다.
폴리우레탄 수지를 용도에 맞게 매칭하기
진공 주조의 다양성은 광범위한 폴리우레탄 수지에서 비롯됩니다. 올바른 수지를 선택하는 것은 재료의 특성을 부품의 의도된 기능과 일치시키는 것입니다.
범용 강성용: ABS-유사 PU
이것은 가장 일반적이고 다재다능한 선택입니다. ABS-유사 폴리우레탄은 우수한 강도, 충격 저항성 및 치수 안정성을 제공합니다. 이들은 인클로저, 하우징 및 일반적인 기능성 프로토타입에 가장 적합한 재료입니다.
유연성 및 스냅핏용: PP-유사 PU
살아있는 힌지, 클립 또는 스냅핏 인클로저와 같이 부품에 유연성이 필요한 경우 폴리프로필렌(PP)-유사 PU가 올바른 선택입니다. 이 재료는 반강성으로 반복적인 굽힘을 견딜 수 있습니다.
광학적 투명성용: PC-유사 PU
광도파관, 렌즈 또는 투명 커버와 같이 투명해야 하는 부품의 경우 폴리카보네이트(PC)-유사 PU를 사용해야 합니다. 이 수지는 물처럼 투명하게 주조할 수 있으며 투명한 색상을 얻기 위해 착색할 수도 있습니다.
고무와 유사한 특성용: 엘라스토머 PU
고무를 시뮬레이션해야 할 때는 엘라스토머 폴리우레탄을 사용합니다. 이들은 쇼어 A 스케일(부드러운 고무용) 또는 쇼어 D 스케일(단단한 고무용)로 측정되는 광범위한 경도 수준으로 제공됩니다. 이들은 개스킷, 씰, 그립 및 오버몰드에 완벽합니다.
향상된 성능용: 충전 PU
더 높은 성능이 요구되는 응용 분야의 경우 특수 수지를 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 유리 충전 PU는 표준 제품에 비해 강성과 열 변형 온도를 크게 높입니다. 특정 규제 요구 사항을 충족하기 위한 난연성 PU도 사용할 수 있습니다.
절충점 이해하기
강력하지만 진공 주조에 사용되는 재료에는 이해해야 할 본질적인 한계가 있습니다.
재료 모방 대 실제 특성
기억해야 할 핵심 사항은 폴리우레탄 수지가 생산 플라스틱을 시뮬레이션한다는 것입니다. 화학적으로 동일하지는 않습니다. ABS-유사 PU는 ABS와 매우 유사하게 느껴지고 작동하지만, 열적 특성 및 장기 크리프 저항성은 다를 것입니다. 정확한 엔지니어링 사양은 항상 재료 데이터시트를 참조하십시오.
제한된 몰드 수명
실리콘 몰드는 영구적이지 않습니다. 폴리우레탄 수지의 화학적으로 공격적인 특성으로 인해 몰드는 시간이 지남에 따라 열화됩니다. 일반적인 실리콘 몰드는 디테일을 잃고 교체해야 하기 전에 20개에서 50개 사이의 부품을 생산할 수 있습니다. 이것이 진공 주조가 대량 생산이 아닌 프로토타이핑 및 소량 생산에 이상적인 이유입니다.
색상 및 마감 제약
색상은 주조 전에 액체 수지에 안료를 첨가하여 얻습니다. 이는 일관된 전체 색상을 제공합니다. 그러나 정확한 팬톤 색상을 맞추는 것은 어려울 수 있습니다. 부품의 표면 마감은 실리콘이 완벽하게 복제하므로 마스터 모델의 마감에 전적으로 달려 있습니다.
올바른 진공 주조 재료를 선택하는 방법
선택은 전적으로 부품의 목표에 따라 결정되어야 합니다.
- 주요 초점이 범용 기능성 프로토타입인 경우: 강도와 강성의 우수한 균형을 위해 ABS-유사 폴리우레탄으로 시작하십시오.
- 주요 초점이 스냅핏 또는 살아있는 힌지 테스트인 경우: 부품 기능을 정확하게 시뮬레이션하기 위해 유연한 PP-유사 폴리우레탄을 선택하십시오.
- 주요 초점이 미적 또는 마케팅 모델 생성인 경우: 시각적 효과를 위해 맞춤형으로 착색할 수 있는 투명 PC-유사 수지를 사용하십시오.
- 주요 초점이 씰, 개스킷 또는 소프트 터치 그립 생성인 경우: 응용 분야에 필요한 특정 쇼어 경도를 가진 엘라스토머 폴리우레탄을 선택하십시오.
이 재료 시스템을 이해함으로써 진공 주조를 활용하여 프로젝트의 기능적 및 미적 의도에 정확히 일치하는 고정밀 부품을 만들 수 있습니다.
요약표:
| 재료 유형 | 진공 주조의 주요 용도 | 주요 특성/모방 |
|---|---|---|
| 실리콘 고무 | 유연한 몰드 생성 | 높은 유연성, 미세한 디테일 포착, 쉬운 탈형 가능 |
| ABS-유사 PU 수지 | 범용 강성 부품 | 우수한 강도, 충격 저항성, 치수 안정성 |
| PP-유사 PU 수지 | 유연한 부품, 스냅핏 | 반강성, 반복적인 굽힘 견딤 |
| PC-유사 PU 수지 | 광학적 투명성, 투명 부품 | 물처럼 투명, 착색 가능 |
| 엘라스토머 PU 수지 | 고무와 유사한 부품, 개스킷, 그립 | 다양한 경도 (쇼어 A & D 스케일) |
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