사출성형 불량의 유형 및 대책-1 (제팅, 플로우마크, 크랙, 크레이징, 백화)

제팅

발생원인

게이트가 수지를 흐르는 방향으로 커트한 경우, 게이트를 통과한 용융 수지는 저항이 없는 캐비티 공간에 곧바로 들어가서, 안에서는 게이트의 반대 측 벽에 부딪쳐 안쪽에서부터 충전된다. 캐비티 내에 먼저 들어간 수지와 뒤에 들어간 수지의 융합이 나빠서 뱀의 모양과 같은 유동 흔적이 표면에 남은 상태로 냉각 고화해버리는 현상을 제팅(jetting)이라 한다.

대책

금형 온도를 높게 해서 융합을 개선한다.
가열부 통 온도(수지 온도)를 높게 한다.
노즐부의 온도를 높게한다
사출 충전 속도를 늦게 한다(게이트 부근)
게이트의 단면적을 크게한다.(게이트 단면적을 크게 하면 게이트를 통과하는 수지의 유속이 내려간다.)
게이트 위치의 변경
탭게이트, 팬게이트, 플래시 게이트 등을 검토한다.

플로우 마크

발생원인

캐비티 내에 사출 충전된 수지의 점성이 높아져서 수지의 유동성이 떨어지고, 고화가 시작된 표면층이 뒤에 유입된 용융 수지에 눌려서 표면의 고화층을 질질 끄는 것 같은 상태로 캐비티 내를 충전해 간다. 이때 수지는 나이테 모양의 잔물결 모양이 되고, 성형품의 표면에 남은 수지가 흐린 모양을 플로우 마크(flow mark)라 한다. 이부분의 성형품 표면의 광택도 나빠진다. 따라서 금형 내의 용융 수지의 점성이 높아지지 않은 상태로 캐비티에 충전될 필요가 있다.

대책

수지의 유동성을 좋게 하기 위해 금형 온도를 높게 설정한다.
수지의 유동성을 좋게 하기 위해 수지 온도를 높게 한다.
노즐부의 온도를 높게 한다.
사출 속도를 빠르게 한다.(점핑 플로우 마크인 경우, 그 직전에서부터 속도를 떨어뜨린다. 살 두께에 변화가 있는 경우, 유동 압력이나 사출 속도의 변화가 발생하기 때문에 사출 속도를 조정한다.)
노즐의 홀 경을 크게 한다

플로우 마크의 발생 메커니즘

사출속도가 느린경우
충전공정에서는 유동 선단 속도와 캐비티 벽면이 접촉하면서 고화층을 형성하고 있다. 유동선단의 속도와 고화 속도 진전에 밸런스가 깨져서 고화층을 형성 중인 표면층이 유동층의 유동 선단 속도에 의해 무리하게 질질 끌리는 현상이 발생한 경우에 물결치는 현상이 생겨 플로우 마크가 발생한다.
성형품의 살 두께에 급격한 차이가 있는 경우
충전 도중에 유속이 급격하게 변화해서 유동 압력이 상승하는 것 때문에 스킨층이 미끄러져서 발생하는 경우
충전 도중에 급격한 속도 변화에 의해 유동 압력이 상승하여 스킨층이 미끄러짐이나 깨짐을 일으킨다. 이것이 플로우 마크의 원인이 된다. 성형품의 살두께의 변화가 있을 때나 충전 속도가 큰폭으로 변화하는 경우에 발생하기 쉽다.

크랙, 크레이징, 백화

발생원인

성형품의 일부에 사출 압력이 너무 높게 걸리거나 과충전일 때에 발생한다. 보압을 계속해서 가하면 수지가 냉각함에 따라 부피가 수축하며, 압력이 걸리는 수지는 강제로 캐비티에 들어간다. 이 상태에서 성형품이 냉각 고화하면 보압이 강하게 걸린 성형품의 일부는 밀도가 높아서 중량이 증가하는 것과 동시에 과충전되기 때문에 잔류 응력이 생긴 채로 고화한다. 이것이 뒤틀림이 되어 나타나는데, 형을 열 때나 성형품 취출 시에 성형품의 일부가 파손하거나 균열이 발생하는 현상을 크래킹이라고 한다.
이 뒤틀림이 일시적 변화, 환경 변화에 의해 응력 개방되었을 때에 성형품 표면에 가느다란 균열이 발생하는 현상을 크레이징이라고 한다.
또 성형품 취출 시, 빼기가 좋지 않은 경우에는 취출 핀 주변에 부분적으로 응력이 걸려 균열이나 백화 현상이 발생한다.

대책

보압을 낮게 한다.
사출 유지 시간을 짧게 한다.
금형 온도를 높게 한다.
수지 온도를 높게 한다.
사출 속도를 빠르게 한다.
냉각 시간을 길게 한다.
성형 재료에 따라서는 다이렉트 게이트를 피하도록 한다.
인서트를 삽입하는 경우 등에서는 미리 예열해 둘 필요가 있다.