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May 18, 2023

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미세 사출 성형에서는 시간이 지남에 따라 생산 규모가 증가하고 있으며 현재는 수백만 달러에 달하는 경우가 많습니다. 독일 라이프치히(KUZ)에 있는 Kunststoff-Zentrum(플라스틱 센터)의 과학자들은 Hasco와 함께 기존 사출 성형 기계를 사용하여 경제적인 생산을 위한 기술을 개발했습니다.

크기가 수 입방 밀리미터이고 사출 중량이 수 밀리그램에 불과한 사출 성형 마이크로 부품에 대한 수요는 특히 의료, 자동차 산업 및 가전 제품 분야에서 지속적으로 증가하고 있습니다. 여기서 세 자릿수 백만 단위의 숫자는 더 이상 드물지 않습니다. 원칙적으로 이러한 요구 사항은 두 가지 방법으로 충족될 수 있습니다. 비교적 적은 수의 캐비티를 갖춘 다수의 전용 마이크로 사출 성형기를 보유하는 것 외에도, 표준 사출 성형기와 함께 캐비티가 높은 금형 솔루션을 사용하면 상응하는 대량 생산이 가능합니다. 하지만 이를 위해서는 일정량의 추가 작업이 필요합니다. 이는 프로세스 신뢰성이 높고 실패 확률이 낮지만 투자 및 공간 요구 사항 측면에서 훨씬 더 비쌉니다. 따라서 두 번째 변형은 상당한 경제적 이점을 제공하지만 다른 프로세스 관련 문제도 수반합니다.

라이프치히에 있는 Kunststoff-Zentrum(KUZ)의 전문가들은 1990년대 후반부터 미세 사출 성형에 대해 연구해 왔습니다[1]. 미세 플라스틱 기술 팀 리더인 Gábor Jüttner 박사는 기술 원리에 대한 통찰력을 제공합니다. "첫 번째 프로젝트 중 하나는 2단계 피스톤 사출 장치를 갖춘 Formica Plast 미세 사출 성형기의 개발이었습니다." 이 공정에서 과립은 먼저 사전 가소화 실린더에서 녹고 사전 가소화 피스톤에 의해 사출 실린더로 운반됩니다. 거기에서 직경이 몇 밀리미터인 서보 전기 구동 마이크로 피스톤이 그에 상응하는 소량의 용융물을 높은 정밀도로 캐비티 안으로 밀어 넣습니다. 그러나 이 기술은 약 100g의 매우 작은 용융량을 부드럽고 정밀하게 처리하도록 설계되었기 때문입니다. 4~400mm3, 확장이 빠르게 한계에 도달합니다.

“약 3~4년 전, 점점 더 많은 응용 분야에 수십만 개의 제품을 생산하는 것만으로는 더 이상 충분하지 않다는 것이 분명해졌을 때, 우리는 마이크로 성형 부품을 위한 높은 캐비티 정밀 제조 작업을 시작하기로 결정했습니다. "라고 KUZ의 프로젝트 관리자인 Steffen Jacob이 설명했습니다.

공공 자금 지원 프로젝트 Scale-Mi [2]의 일환으로 위에서 언급한 서보 전기 마이크로 피스톤 기술은 더 많은 수의 공동을 수용하기 위해 지난 2년에 걸쳐 확장되었습니다. 이 접근 방식을 사용하면 용융물이 기존 스크류 사출 성형기의 가소화 장치에서 핫 러너 매니폴드로 공급되어 예를 들어 4개의 사출 모듈로 분할됩니다. 각 모듈에서 마이크로 피스톤 주입 장치는 예를 들어 4개의 캐비티가 있는 금형 영역에 용융물을 능동적으로 주입합니다. 따라서 이 예에서는 16개 캐비티 생산이 달성될 수 있습니다. 이러한 방식으로 더 많은 양의 용융물을 제공하기 위한 스크류/피스톤 가소화의 장점은 사출 역학 및 소형 피스톤 사출 장치의 정밀도의 장점과 결합됩니다.

각 사출 모듈은 특정 한도 내에서 샷 볼륨, 사출 속도 등을 개별적으로 제어하거나 조정할 수 있으므로 다양한 성형 부품을 생산할 수도 있습니다. 따라서, 일반적인 단점 없이 패밀리 몰드의 구현이 가능하다.

그러나 특수 마이크로 피스톤 기술과 핫 러너의 결합은 용융물 운반 러너 생산에 큰 어려움을 안겨줍니다.

여기에서 Hasco의 적층 제조 Streamrunner는 상당한 공간 절약을 가능하게 할 뿐만 아니라 최적화된 기하학적 구조를 통해 예비 용융량을 가능한 한 작게 유지하여 용융물의 체류 시간을 최소화할 수 있습니다.