액상 실리콘 고무(LSR) 사출 성형: 알아야 할 모든 것

이번 포스팅에서는 액상 실리콘 고무 사출 성형의 주요 기술에 초점을 맞추고 금형 설계부터 대량 생산 강화까지 의 과정을 철저하게 설명하는 것을 목표로 합니다. 또한 이러한 위험을 통제하기 위해 신뢰할 수 있는 파트너를 선택하는 방법을 찾는 데 도움이 됩니다.

핵심 답안표

주요 시사점:

• 공정 특성: LSR은 열경화성 재료의 일종으로 높은 온도(140~220℃)에서 경화됩니다. 점도가 낮은 상태(안티플래시 처리 필요)이며, 수축률은 2~3%입니다.
• 품질 보증: 콜드 러너 + EDM 미세 구조 배기(Ra<20μm) + 진공 시스템은 결함이 없는 액상 실리콘 고무 사출 성형 대량 생산의 주요 요소입니다.
• 공급업체 선택: 우리의 우선 순위는 DFM 분석을 수행할 수 있고 ISO 13485 인증을 받았으며 48시간 이내에 피드백을 제공할 수 있는 실리콘 사출 성형 금형 제조업체입니다.

이 가이드를 신뢰하는 이유는 무엇입니까? CNC Protolabs의 LSR 사출 성형 경험 활용

액상 실리콘 고무 사출 성형 공정 문제를 해결하는 열쇠는 해당 분야의 실무 경험과 심층적인 기술 지식을 통해서입니다.

JS Precision은 10년 이상 이 분야에 전념해 왔으며 200개 이상의 까다로운 대량 생산 프로젝트를 완료하는 것 외에도 500개 이상의 전문 LSR 금형을 설계 및 생산했습니다.

고객사로는 주로 의료, 자동차, 산업자동화 분야의 선도기업이 있으며, 사출성형 공정 전반에 걸친 이슈에 대한 이해와 금형 설계 고려사항, 불량 해결방안 등이 JS정밀의 장점입니다.

각 핵심 엔지니어는 LSR 프로세스 개선에 10년 이상 종사해왔기 때문에 원자재 배합 단계부터 대량 생산 단계까지 위험을 정확하게 식별하고 실제 생산 시나리오에 맞는 실행 가능한 솔루션을 제공하는 데 능숙합니다.

우리의 기술 절차는 국제 산업 표준과 품질 관리 시스템을 충족합니다. ASTM D412 각 프로세스 매개 변수 및 솔루션의 전문성과 권위를 보장하는 고무 테스트 표준이 실현되었습니다.

우리는 의료 업계 고객을 위한 고정밀 카테터 LSR 사출 성형에서 불균일한 경화 문제를 해결하여 제품 폐기율을 15%에서 0.5%로 크게 낮췄습니다. 또한 자동차 부품 고객을 위해 실리콘 사출 성형 씰의 플래시를 0.01mm 이내로 제어하여 OEM의 엄격한 요구 사항을 완벽하게 충족했습니다.

이러한 구체적인 사례와 수치는 당사의 액상 실리콘 고무 사출 성형 기술 역량을 입증하며 귀하의 프로젝트에 편리한 전문 지원을 제공할 수 있습니다.

액상 실리콘 고무 사출 성형에서 기술적 문제에 직면하거나 새로운 LSR 제품 프로젝트를 시작하려는 경우 CNC Protolabs 엔지니어링 팀에 즉시 연락하여 무료 프로젝트 타당성 분석을 받아 당사 전문 팀이 프로젝트의 초기 단계 위험을 완화할 수 있도록 하십시오.

액상 실리콘 고무 사출 성형이란 정확히 무엇입니까?

액상 실리콘 고무 사출 성형의 핵심 기술을 이해하려면 해당 기술이 무엇인지, 고유한 기능이 무엇인지뿐만 아니라 기존 사출 성형과 어떻게 다른지도 알아야 합니다.

사출 성형 공정 논리는 재료마다 크게 다르기 때문에 이러한 측면에 대한 지식은 공정 최적화 및 금형 설계에 필수적입니다.

정의 및 화학반응 메커니즘

LSR 사출 성형은 백금 촉매 액상 실리콘 고무로 구성된 두 가지 유형의 유체를 사용하는 고정밀 성형 공정을 의미합니다. 성분 A와 B를 1:1의 비율 로 정밀하게 혼합한 후, 고온으로 가열된 금형 캐비티 내에서 부가 가교 경화 반응이 일어나 고체 제품이 생성됩니다.

이 반응은 부산물이 전혀 발생하지 않고 환경친화적이라는 점이 가장 큰 이유이다. 실리콘 고무 사출 성형 의료 및 식품 접촉 제품에 사용됩니다.

열가소성 사출 성형과의 주요 차이점

실리콘 사출 성형과 열가소성 사출 성형의 근본적인 차이점은 성형 원리에 있습니다. 전자의 주요 특징은 고온에 의해 유발되는 화학적 가교 경화이며, 이는 또한 금형을 140~220℃의 고온에서 유지해야 하는 반면, 후자는 성형을 위해 물리적 냉각에 의존합니다.

게다가 액상 실리콘 사출 성형에 사용되는 LSR 소재는 점도가 매우 낮고 유동성이 뛰어나 열가소성 사출 성형에서는 불가능한 저압 충진과 미크론 수준의 복잡한 구조를 매우 정확하게 복제할 수 있는 것이 특징입니다.

그림 1: 회색 천공 지지 레일에 배치된 다양한 색상(빨간색, 파란색, 노란색, 투명)의 다양한 플라스틱 및 고무 부품으로, 실리콘 성형의 다양한 결과를 보여줍니다.

실리콘 사출 성형의 중요한 과제는 무엇입니까?

실리콘 사출 성형의 근본적인 어려움은 실제로 LSR(액체 실리콘 수지)의 낮은 점도와 고온 경화 특성으로 인해 발생합니다. 여기에는 주로 플래시, 에어 트랩핑, 게이트 사전 경화라는 세 가지 큰 문제가 있습니다 . 불량률 제로 생산을 위해 해결해야 할 주요 사항은 다음과 같습니다.

낮은 점도로 인한 플래시 문제

액상 실리콘 사출 성형에 사용되는 LSR은 점도가 매우 낮습니다(일부는 물과 비슷함). 따라서 고압사출 과정에서 쉽게 금형 파팅라인 틈새로 빠져나와 플래시가 발생하게 됩니다. 기존의 밀봉 방법으로는 이를 처리할 수 없으며 플래시가 너무 많으면 치수 오류가 발생하고 트리밍 비용이 높아집니다.

에어 트랩 및 번오프

그만큼 액상 실리콘 고무의 사출 성형 충전 속도가 빠르고 LSR 유동성이 강해 금형 캐비티에 공기를 쉽게 감쌀 수 있습니다.

공기를 제때 배출할 수 없는 경우 매우 높은 압력으로 압축되어 국부적인 표면이 그을리고 제품에 기포가 형성될 정도로 가열됩니다. 이는 제품의 모양과 특성에 영향을 미칩니다.

게이트 사전 경화(스코치)

실리콘 고무 사출 성형 금형은 고온 상태입니다. 게이트의 방열 설계가 불합리하거나 고무재질의 유속이 너무 느리면 고무재질이 조기에 응고(게이트 버닝)되어 게이트를 막아 제품 충진 불량, 재료 부족 등 불량의 원인이 됩니다 .

CNC Protolabs는 이러한 핵심 과제에 대한 성숙한 솔루션을 제공합니다. 업계 사례 연구를 통해 다양한 시나리오에서 실리콘 사출 성형 문제를 해결하는 방법을 이해할 수 있습니다.

실리콘 고무 사출 성형 공정을 최적화하는 방법은 무엇입니까?

실리콘 고무 사출 성형 공정 최적화의 핵심은 온도, 압력, 속도의 균형을 맞춰 짧은 사이클, 무결함 생산을 달성하는 것입니다.

다음은 대량 생산 디버깅을 위한 벤치마크 역할을 할 수 있는 다양한 LSR 제품에 대한 최적의 공정 매개변수입니다.

금형 온도 설정 전략

금형의 온도는 열반응에서 매우 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 경화온도는 140~220℃로 설정됩니다.

온도가 너무 높으면 경화가 고르지 않게 되고 내부 응력이 축적될 수 있습니다. 금형 온도 범위를 매우 정밀하게 제어(±1℃)하는 것과 함께 용융 온도를 약 35℃로 제어하는 ​​조합은 잔류 응력을 줄이고 치수 안정성을 향상시키는 데 크게 도움이 될 수 있습니다.

다단계 사출 속도 제어

다단계 사출 속도를 사용하는 것은 금형의 충전 용량을 향상시키는 방법 중 하나입니다.

• 첫째, 게이트에 매우 느린 속도로 주입하면 분사를 방지하는 데 도움이 됩니다.
• 그런 다음 중간 속도 사출을 사용하여 금형을 효율적으로 채웁니다.
• 마지막으로, 마지막에 천천히 채우는 작업을 수행하여 환기를 더 쉽게 만들어 공기가 갇히는 것을 방지하는 데 큰 도움이 됩니다.

시뮬레이션 기반 매개변수 최적화

요즘 제조 공정에서는 충전 및 경화 공정을 시뮬레이션하는 NSGA-III 알고리즘과 같은 시뮬레이션 기술을 사용하여 온도, 유지 압력, 시간 간의 가장 적합한 절충안을 찾고 매개변수 설정을 최적화할 수 있습니다.

공정 매개변수를 최적화하려면 특정 제품 요구사항을 고려해야 합니다. 맞춤 제작을 원하시면 LSR 사출 성형 귀하의 제품에 대한 프로세스 매개변수에 대한 일대일 프로세스 최적화 상담을 위해 CNC Protolabs에 문의하십시오.

그림 2: 구성 요소 A/B 탱크, 정적 혼합기, 냉각 재킷, 캐비티와 러너가 있는 가열 금형을 포함한 전체 LSR 사출 성형 시스템을 보여주는 기술 다이어그램입니다.

액체 실리콘 사출 성형 도구 설계의 모범 사례는 무엇입니까?

고급 액상 실리콘 사출 성형 도구를 설계하는 것은 무결점 대량 생산의 핵심입니다. 이는 LSR의 낮은 점도, 콜드 러너 실행, 플래시 없는 접근 및 특수 통풍구를 고려합니다.

LSR 금형 핵심 부품 설계 매개변수 요구 사항

플래시 프리 몰드 기술:

플래시 문제를 해결하기 위해 EDM으로 만든 미세구조(Ra < 20μm)를 금형 파팅면에 적용할 수 있습니다. 이 방법은 접착제가 흘러나오는 것을 효과적으로 밀봉하고 중지하는 동시에 환기 채널을 유지하므로 플래시 없는 성형이 가능합니다.

콜드 러너 시스템 및 밸브 게이트

액체 사출 성형 재료의 사전 경화를 중지하려면 콜드 러너 시스템(러너 온도 ≤35℃)이 필요하며 밸브형 핫 노즐을 사용하면 정확한 흐름 제어가 가능합니다. 이 조합은 러너 낭비를 제거하고 재료비를 절감합니다.

저점도를 위한 벤팅 설계

금형 배기 지점에 거칠기 수준 3-22 미크론의 EDM 가공 미로 배기 경로를 사용하면 신속한 배기가 가능하고 재료가 넘치지 않도록 하여 배기와 플래시 방지 사이의 문제를 해결합니다.

액상 실리콘 고무의 사출 성형에 시뮬레이션이 필수적인 이유는 무엇입니까?

금형 흐름 시뮬레이션은 액상 실리콘 고무의 사출 성형을 위한 가장 중요한 기술 중 하나입니다.

금형 가공 이전에도 충전 및 경화 단계를 모델링하여 초기 단계에서 문제를 파악하고 금형 변경에 드는 비용과 사이클 시간을 방지합니다.

충전 동작 및 에어 트랩 추정

예를 들어 Moldex3D 및 Sigmasoft와 같은 시뮬레이션 소프트웨어는 성형 공정 시뮬레이션을 돕고 용융 흐름, 갇힌 공기 위치 및 용접선 강도를 예측할 수 있습니다.

고급 요구 사항을 충족하기 위해 시뮬레이션 임계값은 다음을 참조하여 조정됩니다. ISO 13485 표준 .

경화 주기 및 수축 개선

이러한 종류의 소프트웨어는 경화 발열 과정을 매우 정확하게 시뮬레이션하는 데에도 사용할 수 있습니다. LSR의 수축률이 일반적으로 2~3% 인 점을 고려하면 제품의 치수 변화를 예측하여 금형 캐비티의 올바른 설계를 촉진합니다.

CNC Protolabs 사례 연구: 공압 밸브 LSR 씰 - 온도 저항 ±180°C, 플래시 제어 0.01mm

도전:

씰링 립 공차 ±0을 고려하여 알루미늄 합금 밸브 코어에 LSR 씰링 링 오버몰딩을 달성하는 것을 목표로 하는 회사입니다. 02mm, 플래시 ≤0. 01mm이며, -50℃ ~ +180℃에서 1000시간의 고온 및 저온 사이클링 후에도 누출이 없습니다 .

가장 큰 어려움은 LSR이 점성이 매우 낮아 플래쉬가 발생하기 매우 쉽고 금속과 LSR의 열팽창계수 차이가 매우 커서 곧 고온 박리가 발생한다는 것입니다.

해결책:

1. 금형 흐름 시뮬레이션 및 충전 최적화:

CNC는 Sigmasoft 금형 흐름 시뮬레이션 소프트웨어를 활용하여 콜드 러너의 밸브 니들 순서를 제어하여 용융 선단을 균일하게 채우고 오버몰딩 지점의 재료 축적을 방지했습니다.

2. 금형 레이아웃 및 온도 조절:

EDM 정밀 미세 구조 벤팅(Ra=8μm)은 분할된 온도 제어를 사용하여 분할선에서 수행되어 금속 인서트 부분을 120°C로 예열합니다.

동시에 캐비티 온도는 가장 정확한 170°C±1°C로 유지되며 동시에 서로 모순되는 플래시 및 환기 문제를 해결합니다.

3. 열팽창 차이 솔루션:

가황 시간(45초)과 2차 유지 압력(120bar)의 최적화를 통해 LSR과 금속 인서트 인터페이스 사이에 8.2N/mm의 인터페이스 박리 강도로 매우 견고한 화학 결합층이 생성됩니다 .

결과:

• 마지막으로 LSR 실링 링 플래시를 0.008mm 이내로 제어하면 2차 트리밍이 필요하지 않습니다.
• 첫 번째 조각 CMM 검사 CPK 값은 ≥1입니다. 33.
• 고온 및 저온 사이클 테스트의 합격률은 100%입니다.
• 고객의 연간 구매량이 50,000대에서 300,000대로 늘어났습니다 .
• 이것 실리콘 사출 성형 솔루션은 원래 솔루션에 비해 전체 비용을 35% 절감합니다.

LSR 오버몰딩 및 정밀 씰과 같은 액상 실리콘 고무 사출 성형 프로젝트에 대해 유사한 요구 사항이 있는 경우 CNC Protolabs에 자세한 제품 요구 사항을 제출하여 맞춤형 성형 솔루션을 얻을 수 있습니다.

그림 3: 장갑을 낀 한 쌍의 손이 도구를 사용하여 투명한 실리콘 링을 금속 베이스 플레이트의 원형 홈에 배치하고 전경에 추가 플라스틱 커버가 보입니다.

액체 사출 성형의 일반적인 결함을 해결하는 방법은 무엇입니까?

액체 사출 성형 제조의 경우 생산성을 높이고 불량률을 낮추려면 결함을 신속하게 감지하는 능력이 필수적입니다.

다음은 일반적인 문제에 대한 몇 가지 결함별 문제 해결 방법입니다.

불완전한 경화 및 점착성

부분적으로 경화되고 끈적한 표면은 완전히 경화되지 않은 제품의 표시입니다. 성분 A와 B가 1:1 비율로 올바르게 혼합 되었는지 확인하십시오. 또한, 백금 촉매가 황이나 주석 화합물에 노출되어 오염되었는지 확인하세요.

기포와 에어 트랩

기포가 발생하고 재료 포켓에 공기가 존재하는 주요 원인은 공기가 시간 내에 빠져나가지 못하기 때문입니다. 이 문제는 금형 진공도를 높이고, 사출 속도를 낮추고, 배기 채널을 확대하여 해결할 수 있습니다.

플로우 마크 및 웰드 라인

사출 속도를 높이거나, 금형 온도를 높이거나, 금형에 크롬 도금을 하여 고무의 흐름 능력을 향상시켜 플로우 마크 및 웰드라인을 줄이는 작업을 수행할 수 있어 제품의 외관과 기계적 특성이 향상됩니다.

탈형의 어려움

탈형 문제의 원인은 LSR이 매우 짧은 시간에 금형의 뜨거운 표면에 매우 강하게 달라붙기 때문입니다. 이 문제는 금형 온도 차이를 매우 정확하게 제어하거나 니켈 테프론 코팅을 금형 캐비티에 분사함으로써 최소화할 수 있습니다.

액체 사출 성형 생산 과정에서 다루기 힘든 제품 결함이 발생한 경우, CNC Protolabs 엔지니어에게 문의 온라인 결함진단 및 솔루션 상담을 위해

신뢰할 수 있는 실리콘 사출 성형 공급업체를 선택하는 방법은 무엇입니까?

단지 단가만을 보고 어느 신뢰할 수 있는 실리콘 사출 성형 공급업체에 접근해야 할지 결정할 수는 없습니다. 대량생산의 성공과 안정성을 직접적으로 결정짓는 철저한 기술, 품질, 프로젝트 관리 평가는 필수입니다.

기술능력평가

공급업체의 기술 역량을 확인할 때 집중해야 할 세 가지 주요 영역이 있습니다.

• DFM 금형 흐름 분석 기능이 있습니까?
• 48시간 내에 요구에 응답할 수 있습니까?
• ISO 13485/9001 인증을 받았나요?

인프라 및 시설

독립적인 금형 제조 작업장 (EDM 및 CNC 기계 포함) 은 공급업체로부터 이용 가능해야 합니다. 의료 및 식품 제품의 경우 작업장 외에 표준을 준수하는 클린룸이 필요합니다.

비용 구조 분석

RFQ 전략

견적을 받으려면 자세한 요구 사항과 함께 전체 3D 모델(STEP/IGES 형식)을 제공해야 합니다. 의료 또는 식품 분야의 경우 재료는 FDA 및 USP Class VI의 표준에 부합해야 합니다. 또한 공급업체는 배치 테스트 보고서를 제출해야 합니다.

자주 묻는 질문

Q1: LSR 사출 성형의 일반적인 사이클 시간은 얼마나 됩니까?

일반적으로 LSR 사출 성형 생산 주기는 30~90초에 불과 하며 벽 두께와 제품 크기가 가장 중요한 요소입니다. 벽이 얇은 부품은 일반적으로 사이클 시간이 더 짧은 반면, 두껍고 복잡한 부품은 경화 시간이 더 길어질 수 있습니다.

Q2: LSR 금형에 콜드 러너를 사용하는 이유는 무엇입니까?

콜드 러너는 액체 실리콘 사출 성형에 사용되어 LSR 재료의 사전 경화를 방지합니다. 밸브형 핫러너와 함께 사용하면 폐기물 발생이 전혀 발생하지 않아 비용이 절감되고 효율성이 향상됩니다.

Q3: 액상 실리콘의 수축률은 얼마입니까?

액상 실리콘 고무 사출 성형용 LSR 재료의 수축률은 재료 유형 및 실제 생산 공정 조건에 따라 일반적으로 2%-3%입니다.

Q4: LSR 제품을 재가공할 수 있나요?

예, LSR 제품은 재가공이 가능하며, 2차 사출 성형 오버몰딩이 가장 일반적인 방법입니다 . 이를 통해 PC, PA 또는 기타 플라스틱 기판에 오버몰딩하여 다중 재료 복합 성형을 생성할 수 있습니다.

Q5: LSR 제품의 기포 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?

액체 사출 성형 중 LSR 제품에 나타나는 기포를 수정하려면 금형 진공을 높이거나, 사출 속도를 낮추거나, 배기 홈을 확장하여 공기가 금형 캐비티에서 빠르게 배출되도록 할 수 있습니다.

Q6: 금형 흐름 분석은 언제 필수인가요?

제품 구조가 복잡하거나 다중 캐비티 금형을 사용하거나 높은 정밀도가 필요한 경우 액상 실리콘 고무의 사출 성형에 대한 금형 흐름 분석을 수행하는 것이 좋습니다.

Q7: LSR 금형은 일반적으로 얼마나 오래 지속됩니까?

H13 또는 S136 강철을 사용하는 LSR 금형은 적절하게 유지 관리된다면 500,000~1,000,000회의 성형 주기 사용을 견딜 수 있습니다.

Q8: CNC Protolabs의 프로토타입 제작 소요 시간은 얼마나 됩니까?

액상 실리콘 고무 사출 성형 프로젝트의 경우 금형의 T0 시험 성형 후, CNC Protolabs는 7~15일 이내에 테스트 및 검증 목적으로 표준 샘플을 제공할 수 있습니다.

요약

액상 실리콘 고무 사출 성형에서는 무결함 대량 생산, 비용 절감 및 경쟁력 강화를 위해 재료 특성, 금형 설계 및 공정 최적화를 고려하고 버 및 트랩 가스와 같은 문제를 극복하며 적합한 전문 파트너를 선택 해야 합니다.

현재 귀하의 컴퓨터에 문제가 있는 경우 액체 실리콘 사출 성형 프로젝트를 수행하거나 제품 성능을 완전히 새로운 수준으로 끌어올리고 싶다면 주저하지 말고 JS Precision Company에 연락하여 무료 DFM 분석을 받으세요. 48시간 이내에 당사 엔지니어링 팀이 전문적인 맞춤형 솔루션을 제공할 것입니다.