항목	원인	대책
플라스틱	플라스틱의 유동성이 나쁠 때	플라스틱의 용융 온도를 높게
”	”	금형온도를 높게
”	”	사출속도를 빠르게
”	”	살두께가 지나치게 얇은 곳은 두껍게 변경
”	”	콜드 슬러그 웰을 크게
금형	캐비티 내의 공기가 배출되지 않을 때	사출속도를 느리게
”	”	게이트 위치를 변경
사출성형기	형체결력이 부족할 때	형체결력이 큰 사출성형기로 변경
”	사출용량이 부족할 때	사출용량이 큰 사출성형기로 변경
”	사출압력이 낮을 때	사출압력을 높게

항목	원인	대책
플라스틱	성형 수축률이 클 때	사출압력을 높게
”	”	플라스틱 온도를 낮게
”	”	무기물 충전제 혼입
”	살두께가 불균일할 때	냉각시간을 길게
”	”	살두께를 균일하게
금형	금형 캐비티 내의 압력이 낮을 때	스프루-러너, 게이트 크기를 크게
”	”	사출압력을 높게
”	”	보압시간과 냉각시간을 길게
사출성형기	계량이 불충분할 때	쿠션량을 많게

항목	원인	대책
플라스틱	플라스틱의 점도가 높을 때	플라스틱의 용융 온도를 높게
”	플라스틱 온도가 낮을 떄	금형온도를 높게
”	”	사출속도를 빠르게
”	”	살두께를 완만하게
”	플라스틱 온도가 불균일할 때	스프루-러너, 게이트를 크게
”	”	냉각 수로를 변경
”	”	콜드 슬러그 웰을 크게
금형	금형온도가 부적합할 때	금형온도를 높게
”	금형의 중심이 맞지 않거나 접촉 상태가 부적합할 때	금형을 보수하고 접촉 상태를 확인
”	파팅 라인에 이물질이 부착되어 있을 때	금형 청소 실시
”	캐비티의 투영 면적이 과대할 때	한 단계 높은 사출성형기를 선택
사출성형기	사출압력이 높거나 유지시간이 길 때	사출압력을 낮게
”	형체력이 부족할 때	한 단계 높은 사출성형기를 선택
”	쿠션량이 많을 때	쿠션량을 적게

항목	원인	대책
플라스틱	플라스틱의 점도가 높을 떄	플라스틱의 용융 온도를 높게
”	”	노즐온도를 높게
금형	금형온도가 낮을 때	금형온도를 높게
”	콜드 슬러그 웰이 부적절할 때	콜드 슬러그 웰을 크게
”	게이트가 작을 때	게이트를 크게
”	”	게이트 위치를 변경
”	”	게이트 랜드 길이를 짧게
사출성형기	사출속도가 빠를 때	사출속도를 느리게

항목	원인	대책
플라스틱	냉각이 불균일할 때	냉각시간을 길게
”	”	냉각 수로 위치를 변경
”	성형 응력이 발생할 때	플라스틱의 용융 온도를 높게
”	”	금형온도를 높게
”	”	사출압력을 낮게
”	플라스틱의 방향성	살두께를 두껍게 하여 성형 수축률을 적게
”	”	플라스틱 온도를 높게
금형	이젝팅 시 변형이 발생할 때	이젝터 핀 추가 설치
”	”	이젝팅 시 성형품의 균형 유지
”	”	빼기 구배를 크게
”	”	코어 측벽부를 매끄럽게
사출성형기	사출압력이 높을 때	사출압력을 낮게
”	플라스틱의 용융 온도가 낮고 유동성이 나쁠 때	플라스틱 용융 온도를 높게
”	사출속도가 느릴 때	사출속도를 빠르게

(7) 은줄(SILVER STREAK)

1) 현상

은줄은 투명 성형품의 표면에 성형 재료가 흐르는 방향으로 은백색의 매우 가는 선이 다량으로 나타나는 현상.

은줄은 성형 재료가 충분히 건조되지 않아서 수분이나 휘발성분이 잔류하여 발생함.

2) 원인과 대책

(8) 웰드 라인(WELD LINE)

1) 현상

웰드 라인은 용융된 재료가 금형의 캐비티 내에서 분류하였다가 합류하는 부분에서 생기는 가는 선 모양을 말함.

웰드 라인은 분류했던 성형 재료가 용융 상태에서 완전히 접합되지 않는 현상으로 다점 게이트의 경우, 성형 재료가 합류하는 곳, 구멍이 있은 부위, 살두께가 국부적으로 얇은 곳에 주로 발생함.

2) 원인과 대책

(9) 기포

1) 현상

기포는 성형품의 두꺼운 부분에 생기는 진공 기포(PIN HOLE)와 수분이나 휘발성분에 의해 성형품의 전면에 생기는 작은 기포가 있음.

진공 기포는 성형품이 고화될 때 두꺼운 부위의 외측이 먼저 고화하기 때문에 늦게 고화하는 두꺼운 부위의 중심부에 성형 재료의 용적이 부족한 채 고화를 완료하여 생기는 진공 공간을 말함.

2) 원인과 대책

(10) 흑줄(BLACK STREAK)

1) 현상

흑줄은 성형품 내부 또는 표면에 성형 재료나 성형 재료에 포함된 첨가제 및 윤활제가 과열되면서 분해하거나 타는 것에 의하여 검은 줄 모양이 나타나는 현상.

2) 원인과 대책

(11) 플래시(FLASH)

1) 현상

플래시는 금형의 파팅 라인, 슬라이드의 틈새, 인서트의 틈새, 이젝터 핀과 구멍 간의 틈새 등에 성형 재료가 흘러들어가서 성형품에 물고기의 지느러미처럼 붙는 현상.

2) 원인과 대책

(12) 광택 불량

1) 현상

광택 불량은 성형품의 표면이 성형 재료 본래의 광택과 다르고 표면에 유백색의 막이 생겨서 흐리거나 탁한 색을 띠는 현상.

2) 원인과 대책

(13) 크레이징, 크랙, 백화

1) 현상

크레이징이란 응력에 의하여 성형품 표면에 가는 선 모양의 금이 가는 현상으로 크랙과 같은 균열은 아님.

크랙은 금형의 캐비티 내로 충전된 용융 재료의 표면이 빨리 냉각되어 고점도층이 되고 반면에 중심부의 온도는 여전히 높아서 저점도층이 되는데 그 사이에 전단력이 발생하면서 전단응력을 내포한 상태가 되어 응력을 가하면 금이 나타나고 더욱더 강한 응력을 가하면 크랙으로 진전됨.

백화는 부분적으로 응력을 가할 때 그 부분이 하얗게 변하는 현상으로 크랙과 동일한 원인 때문에 발생함.

2) 원인과 대책

(14) 편육

1) 현상

편육은 균일한 살두께 부분이 불균일한 살두께로 성형되는 현상을 말하며 대부분 금형 구조의 문제에서 발생됨.

2) 원인과 대책

(15) 이젝팅 불량

1) 현상

이젝팅 불량은 이형 후 성형품이 고정측에 남거나 가동측에 남아도 취출이 되지 않는 현상으로 양산이 불가능한 상태를 말함.

2) 원인과 대책

(16) 표층 박리

1) 현상

표층 박리는 성형품이 운모와 같은 얇은 층으로 되어서 벗겨지는 현상.

2) 원인과 대책

(17) 태움

1) 현상

태움은 금형 내의 공기가 압축되어 고온이 되면 성형 재료가 타는 현상.

2) 원인과 대책

2. 성형 수축의 원인과 대책

(1) 개요

성형품은 성형 재료에 열과 압력을 가하여 성형한 후에 냉각하여 제조하므로 성형 수축이 일어남.

취출 후 24시간 이내에 일어나는 성형 수축을 성형 수축률이라고 함.

성형 수축률은 성형 재료의 특성에 따라 성형 수축의 범위가 정해지고 방향성이 있으며 성형품의 형상과 성형 조건에 따라 다름.

(2) 성형 수축의 원인

1) 열적 수축

열적 수축은 성형 재료 고유의 열팽창에 의해 나타나는 성형 수축으로 성형품이 금형으로부터 빠져나왔을 때 금형과 성형 재료의 열팽창 차이에 의하여 발생함.

2) 탄성 회복에 의한 팽창

성형압력이 제거되어 성형품이 압축되기 전의 상태로 되돌아가려는 탄성 회복이 일어나면 열적 수축에 의한 수축량을 일부 상쇄함.

탄성 회복은 압축성이 큰 성형 재료일수록 크게 나타남.

3) 결정화에 의한 수축

결정성 플라스틱은 비결정성 플라스틱보다 성형 수축률이 커서 결정성 플라스틱은 가열에 의하여 경화 반응이 진행됨에 따라 분자 간극이 줄어들어 고분자화하므로 체적 수축이 일어남.

4) 분자 배향 완화에 의한 수축

열가소성 플라스틱은 용융 상태에서 유동에 의한 분자 배향을 일으켜서 분자는 유동방향으로 당겨지며 늘어나지만 냉각과정에서 배향성이 일부 완화되어 원래 상태로 되돌아가려고 성형 수축을 일으킴.

(3) 성형 조건에 따른 수축의 변화

1) 캐비티 내 용융 재료의 압력

금형의 캐비티 내에 있는 용융 재료의 압력이 높을수록 성형 수축률이 작아지는데 다수 개 뽑기 금형에서는 각 캐비티에 균일한 압력이 작용하도록 하는 것이 필요함.

2) 온도

(가) 용융 재료의 온도

용융 재료의 온도가 높아지면 유동성이 향상되어 충전상태가 개선되고 이로 인해 캐비티 내로 유입된 성형 재료는 조직이 치밀하게 되어 성형 수축이 작아지나 열적 수축이 크게 되어 냉각 후에는 오히려 성형 수축량이 증가함.

(나) 금형온도

금형온도가 높아지면 일반적으로 성형 수축률이 커지지만 냉각이 늦어지고 사출압력이 충분히 작용하기 때문에 성형 수축률은 오히려 작아짐.

이형 후에는 탄성 회복이 커져서 성형 수축률이 커지고 결정성 플라스틱이 비결정성 플라스틱보다 금형온도의 영향을 크게 받음.

3) 냉각시간

냉각시간이 길면 금형의 캐비티 내에 있는 성형 재료가 충분히 고화하기 때문에 이형된 성형품의 치수는 금형 치수에 더욱 가깝게 되어 성형 수축률은 작아짐.

4) 성형품의 살두께

결정성 플라스틱에서 살두께가 두꺼워지면 서냉되어 결정화도가 높아지므로 성형 수축률은 커짐.

5) 게이트의 단면적

게이트의 단면적이 작으면 게이트가 먼저 고화되어 금형의 캐비티 내에 있는 성형 재료에 충분한 성형압력을 가하기 어렵기 때문에 성형 수축률이 커짐.

따라서 동일 사출량을 동일 시간에 충전하게 되면 게이트 단면적이 클수록 주입속도가 느려져서 성형 수축률이 작아짐.

6) 사출압력과 속도

사출압력 유지 시간을 길게, 사출속도를 빠르게 하면 성형 수축률이 작아짐.

3. 성형품의 치수 정밀도

(1) 개요

사출 성형의 4가지 요인으로는 성형 재료, 금형, 사출성형기, 성형 조건을 의미함.

이러한 요인은 성형품의 치수 정밀도를 결정하는 요인과 같고 성형품의 치수 오차는 이러한 요인의 상호 연관을 통해 발생됨.

일반적인 성형품의 치수 불량은 금형 제작 오차, 금형 마모 등과 같은 금형에 의한 요인이 약 60%를 차지하고 나머지는 성형 조건, 성형 재료의 성형 수축 등에 의하여 발생됨.

(2) 성형품의 치수 정밀도와 금형과의 관계

1) 금형에 의해 직접 정해지는 치수

(가) 일반 치수

상자의 내측 또는 외측 가로• 세로 치수와 컵의 안지름 및 바깥지름.

(나) 곡률 반지름

모서리 부분의 곡률 반지름.

(다) 성형품 자체의 중심 반지름

같은 쪽에 있는 구멍의 중심 간격 또는 요철부의 간격.

2) 금형에 의해 직접 정해지지 않는 치수

(가) 금형 열림 방향으로의 치수

상자, 컵 등의 외측 높이 또는 바닥 부분의 두께.

(나) 벽 두께 또는 이에 속하는 치수

비교적 길이가 긴 벽의 두께.

(다) 금형 조립에 따라 결정되는 치수

암•수와의 관계 또는 사이드 코어 등의 관계로 결정하는 치수.

3) 성형 조건에 의해 변화되는 치수

(가) 평행도 및 편심

중공 원통의 내•외 중심선의 편심, 동심원의 편심.

(나) 휨 및 비틀림

얇고 비교적 길이가 긴 벽의 두께.

(다) 각도

다이얼 눈금, 각도, 경사진 부분의 각도.

(3) 성형품의 치수 오자 발생 요인

1) 금형

금형의 형식 또는 기본적인 구조.

금형의 제작 오차.

금형의 마모, 변형, 열팽창.

2) 성형 재료

성형 재료의 종류에 의한 표준 성형 수축률의 대소.

성형 재료의 로트마다 성형 수축률, 유동성, 결정화도의 산포.

재사용 성형 재료의 혼합, 착색제 등과 같은 첨가제의 영향.

성형 재료에 함유된 수분 또는 휘발성분, 분해가스의 영향.

3)성형 조건

성형 조건의 변동에 의한 성형 수축률 산포.

성형 조건의 흩어짐에 의한 영향.

이형•밀어낼 때의 소성변형 및 탄성 회복.

4) 성형 후 경시 변화

주위의 온습도에 의한 치수 변화.

성형 재료의 소성변형, 외부 압력에 의한 크리프, 탄성 회복.

잔류변형과 잔류응력에 의한 변화.

(4) 치수 오차 대책

1) 금형

금형 제작을 고려한 금형 설계를 할 것.

금형의 변형, 휨, 편심 방지를 위한 강도와 재질 및 열처리 방법을 검토할 것.

섭동부의 안전성과 복원성을 부여할 것.

금형의 가공 정밀도를 향상시킬 것. (성형품의 공차의 1/3 ~ 1/2 이내로 금형 공차를 부여)

고장 발생이 적은 금형 구조를 선택할 것.

형재의 선택 시 내구성과 경도의 향상 대책을 고려할 것.

2) 성형 재료 및 성형 조건

성형 재료의 불균일을 해소할 것.

정확한 계량과 쿠션량의 적용으로 사출량의 불균일을 해소할 것.

용융 재료의 온도 변동을 최소화할 것.

성형 조건의 변동을 최소화하여 성형 수축률의 분산을 방지할 것.

성형품 설계에서 금형의 구조와 제작 방법, 열처리 등을 고려할 것

성형품은 성형 조건의 영향을 적게 받도록 단순한 형상으로 할 것.

3) 성형 후 경시 변화

고온 금형으로 성형할 것.

성형 후 성형품에 제습 처리 및 어닐링을 실시할 것.

성형 불량 연재를 마지막으로 사출 금형의 대한 긴 여정을 마치고 다음부터는 소성가공과 특수금형에 대한 연재를 시작할 예정입니다.