금속 사출 성형 제조 시 고려 사항

스프루, 러너 및 게이트

금형 캐비티로 유입되는 유동 경로는 스프루, 러너 및 게이트로 구성됩니다. 성형기의 노즐은 금형의 스프루 부시에 밀착되어 용융 원료를 캐비티로 공급합니다. MIM 금형 설계에서는 가능한 한 폐기물을 적게 발생시키도록 합니다. 따라서 스프루 직경과 러너는 가능한 한 작고 짧게 유지해야 하지만, 캐비티를 완전히 충전할 수 있을 만큼 충분히 커야 합니다. 많은 MIM 작업에서 스프루는 일반적으로 직경 약 6 mm, 테이퍼 각도 5도로 테이퍼 처리됩니다. 금형이 배출을 위해 열리면 스프루가 배출되어 재활용됩니다. 생산 속도를 높이고 재분쇄 원료를 줄이기 위해 스프루 및/또는 러너를 뜨겁게 유지하여 원료의 해당 부분을 재가열하고 재활용할 필요를 없앨 수 있습니다. 이 옵션을 핫 러너 시스템 또는 핫 스프루라고 합니다.

성형 노즐에서 스프루는 러너로 연결되고, 러너는 게이트를 통해 용융물을 금형 캐비티로 유도합니다. 작은 러너는 충전 속도를 늦추므로 일반적으로 직경 3~6 mm의 큰 러너가 바람직합니다. 물론 러너가 크면 사출량 중 상대적으로 적은 부분이 부품 캐비티로 들어갑니다. 원형 러너 설계는 충전 중 마찰과 열 손실을 줄이므로 바람직하지만, 다른 설계는 제작 비용이 더 저렴합니다. 다중 캐비티 금형은 각 캐비티까지의 원료 유동 길이가 동일하도록 균형 잡힌 설계가 필요합니다.

MIM 스프루와 러너는 분쇄하여 다시 성형할 수 있습니다. 금속 분말은 성형 사이클의 영향을 거의 받지 않으며, 플라스틱은 어차피 최종적으로 제거되거나 분해됩니다.

러너 끝에는 금형 캐비티로 이어지는 게이트가 있습니다. 게이트는 부품 표면에 흔적을 남깁니다. 게이트는 작게 설계되며 부품, 러너 또는 스프루보다 먼저 고화되도록 합니다. 이를 통해 캐비티가 충전된 상태로 유지되어 냉각 중 싱크 마크(함몰된 표면)가 발생하는 것을 방지합니다. 게이트가 고화될 때 과도한 압력이 가해지면 금형에 달라붙을 수 있습니다. 게이트는 부품의 두꺼운 부분에 배치하는 것이 바람직합니다. 이렇게 하면 열 손실과 조기 고화를 줄이고 금형 충전에 필요한 압력을 낮출 수 있습니다.

게이트 크기는 충전 속도와 부품 두께에 따라 결정되며, MIM 금형 설계자의 전문 영역입니다. 일반적으로 게이트는 부품 벽 두께보다 작습니다. 그러나 게이트가 너무 작으면 결함, 금형 마모 및 불완전 충전이 발생할 수 있습니다. 작은 게이트는 분말-바인더 분리에도 영향을 주며, 이는 외관 결함입니다.

게이트 배치에서는 웰드 라인을 최소화하는 방법을 고려합니다. 웰드 라인은 원료가 분기된 후 기둥이나 다른 형상 주위를 흐르고 다시 합쳐질 때 형성됩니다. 성형 조건에서 원료가 따뜻하면 웰드 라인이 치유됩니다. 반대로 원료가 냉각되면 웰드 라인 결함이 발생합니다. 컴퓨터 시뮬레이션(금형 유동 해석)은 다른 성형 조건이나 다른 게이트 위치를 제안하여 이러한 문제를 방지하는 데 도움을 줍니다.

반도체, 의료 및 광학 분야에 사용되는 금속 분말 야금 부품이 있다면 추가 평가를 위해 도면 문의를 보내 주십시오.