고무 씰, 개스킷, O-링 또는 성형 고무 부품을 제조한다는 것은 거의 매일 압축 성형을 접하게 된다는 것을 의미합니다. 이는 고무 화합물을 완제품으로 만드는 가장 간단하고 직접적인 방법입니다.
핵심 결론: 압축 성형은 가열된 강철 금형과 유압 프레스를 사용하여 사전 성형된 고무 블랭크를 최종 캐비티에 밀어 넣고, 반복 가능한 생산은 일관된 컴파운드 품질, 정밀한 금형 설계 및 제어된 공정 변수라는 세 가지 요소에 따라 달라집니다.
이 가이드는 안정적인 생산을 지원하는 장비 선택 및 프로세스 제어에 실질적으로 초점을 맞춰 화합물 준비부터 마무리까지 전체 작업 흐름을 다룹니다.
압축 성형 공정의 작동 원리
각 단계를 이해하면 문제가 시작되는 위치를 파악하는 데 도움이 됩니다. 압축 성형은 5가지 개별 단계를 거쳐 진행됩니다.
- 화합물 준비. 기본 폴리머, 충전제, 가소제 및 경화제는 내부 믹서 또는 혼합 밀에서 혼합됩니다. 목표는 혼합되지 않은 필러 덩어리가 없고 그을린 부분이 없는 균일한 스톡을 만드는 것입니다. 혼합물의 온도는 혼합 주기 전반에 걸쳐 연소점 이하로 유지되어야 합니다.
- 프리폼 생산. 냉간 공급 정밀 예비성형기는 혼합된 화합물을 일반적으로 원통형 또는 길쭉한 측정 블랭크로 압출합니다. 블랭크 중량은 최종 부품 부피에 플래시의 경우 5~10%를 추가한 것과 같습니다. 정확한 프리폼 무게는 플래시 변화를 줄이고 얇은 부분의 짧은 충전을 방지합니다.
- 금형 로딩. 프리폼은 압축 금형의 각 캐비티에 수동으로 배치됩니다. 다중 캐비티 도구를 사용하면 작업자는 프레스가 닫힐 때 컴파운드가 고르게 흐르도록 모든 블랭크를 정확하게 배치해야 합니다.
- 프레싱 및 경화. 유압 프레스는 제어된 속도로 금형을 닫습니다. 플래튼 압력은 고무를 압축하여 캐비티 형상에 밀어 넣습니다. 증기 또는 전기 플래튼의 열은 금형을 통해 컴파운드로 전달되어 가황을 유발합니다. 전체 표면에 걸쳐 적절한 압반 온도 균일성은 가장자리 근처의 경화되지 않은 부품을 방지합니다.
- 탈형 및 마무리. 경화 시간이 끝나면 프레스가 열리고 부품이 제거됩니다. 플래시는 수동으로 트리밍되거나 극저온 디플래싱 기계에서 처리되거나 다이컷됩니다. 최종 검사를 통해 부품 도면의 치수, 표면 마감 및 경도를 확인합니다.
압축 성형을 위한 필수 장비
생산량에 맞는 장비를 선택하는 것이 일관된 품질을 얻는 가장 빠른 길입니다. 4대의 기계가 일일 생산량에 가장 큰 영향을 미칩니다.
진공 핫 프레싱 머신
캐비티에 갇힌 공기는 최종 부품에 미세 다공성을 생성합니다. 진공 핫 프레싱 기계는 프레싱 전에 캐비티를 비우므로 컴파운드는 가스 포켓 없이 복잡한 리브와 얇은 벽을 채웁니다. 특히 O링, 다이어프램, 날카로운 디테일이 있는 부품에 효과적입니다.
고무 및 플라스틱 부품용 진공 열간 압착기 이 가황 기계는 압축하기 전에 캐비티를 비워 공기 주머니를 제거하여 복잡한 리브와 얇은 벽으로 조밀한 부품을 보장합니다. 시간에 따른 금형 잠금, 자동 온도 제어 및 경보 기능을 제공합니다. 제품보기 → 콜드 피드 정밀 프리포머
프리포머는 동일한 부피와 형상을 가진 블랭크를 생산합니다. 이는 주요 처리량 병목 현상인 수동 계량 및 절단 작업을 제거합니다. 일관된 블랭크 무게는 플래시를 좁은 범위 내로 유지하고 복합 폐기물을 몇 퍼센트 포인트 줄여줍니다.
정확한 고무 블랭크를 위한 CES 콜드 피드 정밀 프리포머 이 프리포머는 NBR, EPDM, FKM 등에 적합한 8‰ 미만의 중량 정확도로 혼합 고무를 블랭크로 절단합니다. 필터링, 압출, 절단 및 계량을 하나의 장치에 결합하여 일관성을 향상시키고 낭비를 줄입니다. 제품보기 → 가압식 반죽기
품질은 혼합에서부터 시작됩니다. 가압식 반죽기는 안전한 창에서 질량 온도를 유지하면서 폴리머, 충전제 및 첨가제를 균일한 원료로 혼합합니다. 분산이 향상되면 배치 간 변동이 줄어들고 혼합 불량으로 인한 국부적인 경화가 방지됩니다.
가압식 반죽기 for Rubber and Plastic Mixing 이 반죽기는 단섬유 화합물을 포함한 고무 및 플라스틱의 가소화, 혼합 및 정제를 처리합니다. 균일한 분산과 제어된 질량 온도를 보장하여 배치 변동을 줄이고 위험을 완화합니다. 제품보기 → 극저온 디플래싱 기계
경화 후 플래시 제거를 수동으로 수행할 경우 생산 시간의 30~40%가 소요될 수 있습니다. 극저온 디플래싱은 액체 질소로 취성 플래싱을 한 다음 회전하는 임펠러로 제거합니다. O-링, 개스킷 및 손으로 다듬기가 불가능한 복잡한 모양에 잘 작동합니다. 이 극저온 디플래싱 기계 대량 실행 시 일관된 마무리를 지원합니다.
중요한 공정 매개변수
세 가지 매개변수가 모든 압축 성형 주기의 결과를 제어합니다. 어디서부터 시작해야 할지 알면 현장에서 겪는 시행착오 시간을 절약할 수 있습니다.
1 온도. 대부분의 고무 화합물은 150°C에서 200°C 사이에서 경화됩니다. 최저치 이하로 실행하면 경화 시간이 길어지고 불완전한 가교가 발생할 위험이 있습니다. 최고 수준 이상으로 실행하면 금형이 완전히 닫히기 전에 화합물이 타버릴 수 있습니다.
2 압력. 유압 압력은 일반적으로 복합 경도 및 부품 복잡성에 따라 5~20MPa 범위입니다. 더 단단한 화합물은 재료를 깊은 립으로 밀어넣기 위해 더 높은 압력이 필요합니다. 불충분한 압력은 채워지지 않았거나 특징이 누락된 것으로 나타납니다.
3 치료 시간. 체류 시간은 가장 두꺼운 벽 부분에 따라 다릅니다. 10mm 두께의 부품은 170°C에서 15분이 소요될 수 있지만 2mm 부품은 3분 안에 경화될 수 있습니다. 경화가 부족하면 물리적 특성이 약해집니다. 과도하게 경화되면 인장 강도와 신율이 저하됩니다.
| 화합물 | 온도 | 압력 | 5mm당 경화시간 |
|---|---|---|---|
| NBR | 165°C | 10-15MPa | 7분 |
| EPDM | 170°C | 8-12MPa | 8분 |
| SBR | 160°C | 10-14MPa | 6분 |
압축 성형 vs. 트랜스퍼 성형 vs. 사출 성형
압축 성형은 세 가지 기본 고무 성형 방법 중 가장 오래된 방법이지만 여전히 공장 현장에서 강력한 위치를 차지하고 있습니다. 제품 유형 및 용량과 방법을 비교하면 올바른 선택을 하는 데 도움이 됩니다.
압축 성형 간단하고 저렴한 금형을 사용합니다. 러너 시스템이 없으므로 재료 낭비가 최소화됩니다. 쉽게 흐르지 않는 고경도 컴파운드에 적합합니다. 단점은 수동 블랭크 로딩, 긴 사이클 시간, 분할선에서의 플래시입니다.
트랜스퍼 성형 러너 시스템을 통해 컴파운드를 캐비티 안으로 밀어 넣습니다. 이는 특히 조밀한 금속 인서트가 있는 부품의 경우 세부 사항 채우기를 개선하고 플래시를 줄입니다. 단점은 약간의 필러 방향성, 러너의 재료 낭비 증가, 더 높은 비용의 도구입니다.
사출 성형 공급 및 경화를 완전히 자동화합니다. 이는 가장 짧은 사이클 시간, 최소한의 수동 처리 및 탁월한 반복성을 제공합니다. 자본 비용은 훨씬 높으며, 경도가 높은 화합물은 금형에 도달하기 전에 배럴에서 그을릴 수 있습니다.
| 방법 | 금형 비용 | 사이클 시간 | 플래시 레벨 | 자동화 가능성 |
|---|---|---|---|---|
| 압축 | 낮음 | 중간 | 높음 | 낮음 |
| 환승 | 중간 | 중간 | 낮음 | 중간 |
| 주입 | 높음 | 짧은 | 매우 낮음 | 높음 |
일반적인 결함 및 문제 해결
프로세스를 잘 조정하더라도 결함이 나타납니다. 이를 완전히 방지하는 것보다 신속하게 문제를 해결하는 능력이 더 중요합니다. 가장 자주 볼 수 있는 결함과 표준 수정 사항은 다음과 같습니다.
채워지지 않았거나 누락된 섹션. 화합물은 모든 캐비티 세부 사항에 도달하지 못했습니다. 금형 온도를 약간 높이고, 압력을 높이며, 통풍구를 늘리거나 프리폼 무게를 줄여 재료가 더 자유롭게 흐르도록 하세요.
물집이 생기다. 가스나 공기가 부품 내부에 갇혀 있습니다. 진공 주기를 깊게 하고, 금형 온도를 낮추거나, 프리폼 위치를 조정하여 컴파운드가 모서리에 공기를 가두지 않도록 하십시오.
과도한 플래시. 플래시 갭을 통해 너무 많은 재료가 빠져나갑니다. 프리폼 무게를 3~5% 줄이고 플래시 간격이 0.05mm를 초과하지 않는지 확인하고 프레스가 전체 압반에 균일한 압력을 가하는지 확인합니다.
두꺼운 부분 주변의 다공성. 두꺼운 부분의 중심 근처에 있는 공극은 갇힌 공기나 휘발성 화합물로 인해 발생합니다. 진공 프레스로 전환하거나 진공 체류 시간을 연장하거나 화합물을 수정하여 휘발성 함량을 줄이십시오.
탈형에 달라붙고 찢어짐. 부품이 캐비티에 남아 있습니다. 이형 코팅을 확인하고 경화 시간이 너무 짧지 않은지 확인하고 드래프트 각도를 약간 높입니다.
금형 설계 고려 사항
좋은 금형 설계는 대부분의 생산 문제가 발생하기 전에 예방합니다. 툴링 및 금형 승인 과정에서 이러한 5가지 사항에 주의를 기울이면 스크랩이 줄어들고 사이클 중단이 줄어듭니다.
- 수축 보상. 고무 화합물은 냉각 시 1.5~3% 수축됩니다. 캐비티 치수는 최종 부품 크기를 (1 - 수축률)로 나누어 계산해야 합니다. 잘못된 계수를 사용하면 부품 크기가 너무 크거나 작아집니다.
- 플래시 갭. 표준 산업용 부품의 경우 플래시 간격은 0.02~0.05mm여야 합니다. 간격이 넓을수록 플래시 및 트리밍 비용이 증가합니다. 간격이 좁으면 금형 반쪽이 묶일 수 있습니다.
- 환기. 고무가 캐비티를 채울 때 공기가 빠져나가야 합니다. 벤트 홈은 가장 깊은 충전 지점과 분할선을 따라 위치합니다. 환기가 충분하지 않으면 흐름 경로 끝 부분에 기포가 생기고 채워지지 않는 현상이 발생합니다.
- 구배 각도. 측벽의 구배 각도가 1~2도이므로 부품이 깔끔하게 분리됩니다. 언더컷 기능은 추가적인 금형 복잡성을 요구하므로 부품에 실제로 필요한 경우가 아니면 피해야 합니다.
- 플래튼 정렬. 상부 및 하부 플래튼이 평행하지 않으면 캐비티의 한쪽이 다른 쪽보다 더 많은 압력을 받습니다. 필러 게이지를 사용한 정기적인 정렬 점검으로 플래시가 고르지 않게 방지됩니다.
아는 것 재료 특성 올바른 수축률과 금형강을 선택하려면 컴파운드의 선택이 전제조건입니다.
유지 관리 및 생산 효율성 팁
예방적 유지보수를 통해 압축 성형 프레스를 수년간 가동할 수 있습니다. 간단한 일별, 월별, 분기별 일정으로 대규모 수리가 이루어지기 전에 비용을 제어할 수 있습니다.
- 매일 플래튼 청소. 플래튼 표면에서 오일, 고무 잔여물, 이형제 축적물을 제거하십시오. 깨끗한 압반은 열을 고르게 전달합니다.
- 월간 유압 오일 점검. 유압 오일 레벨과 압력 게이지 교정을 검사하십시오. 불규칙한 압력은 불균일한 플래시의 주요 원인입니다.
- 분기별 정렬 확인. 압반 평행성을 확인하려면 필러 게이지나 레이저 키트를 사용하십시오. 간격이 0.05mm를 초과하면 마모된 가이드 부싱을 교체하십시오.
- 연간 히터 및 열전대 테스트. 접촉식 온도계를 사용하여 플래튼 전체의 온도를 측정합니다. 가장자리와 중앙 사이의 온도 차이가 5°C이면 히터를 교체해야 합니다.
- 금형 보관. 보관하기 전에 구멍에 방청제를 뿌립니다. 주형을 평평하고 건조한 표면에 쌓아두십시오. 절대 콘크리트 위에 직접 올려 놓지 마십시오.
정밀 프리포머로 프리폼 중량을 제어하면 생산 효율성도 향상됩니다. 일관된 블랭크는 플래시가 적고 충전되지 않은 리젝트가 적다는 것을 의미합니다.
자주 묻는 질문
압축 성형을 하려면 항상 진공 프레스가 필요합니까?
항상 그런 것은 아닙니다. 통풍이 잘되는 얇고 단순한 부품은 진공 없이도 잘 생산되는 경우가 많습니다. 그러나 기공이 많거나 두꺼운 부분을 지속적으로 처리하는 경우 진공 열간 압착 기계는 투자를 정당화할 만큼 스크랩을 줄여줍니다.
일반적인 압축 성형 사이클은 얼마나 걸리나요?
가장 두꺼운 부분에 따라 다릅니다. 2mm O-링은 3~5분 안에 경화될 수 있는 반면, 30mm 블록은 25~30분 정도 걸릴 수 있습니다. 열기, 로드 및 탈형 시간은 사이클당 1~2분을 더 추가합니다.
압축 성형과 트랜스퍼 성형의 차이점은 무엇입니까?
압축 성형은 금형이 닫히기 전에 컴파운드를 캐비티에 직접 배치합니다. 트랜스퍼 성형은 별도의 챔버를 사용하여 러너를 통해 화합물을 주입합니다. 인서트가 있는 복잡한 부품의 경우 전송이 더 좋지만 평평한 부품과 씰의 경우 압축이 더 간단하고 저렴합니다.
복합 경도가 필요한 성형 압력에 영향을 줍니까?
예. 40 Shore A 부근의 부드러운 화합물은 낮은 압력에서도 쉽게 흐릅니다. 80 Shore A 주변의 더 단단한 화합물은 능선과 언더컷을 채우기 위해 훨씬 더 많은 압력이 필요합니다.
압축 성형 제품의 플래시를 방지하려면 어떻게 해야 합니까?
프리폼 무게를 최종 부품 무게보다 5~10% 높게 유지하고 플래시 간격이 0.02~0.05mm인지 확인하고 압반 압력이 균일한지 확인합니다. 프리포머는 일관된 블랭크 중량을 생성하는 데 도움이 됩니다.
압축 성형에 가장 적합한 화합물은 무엇입니까?
NBR, EPDM, SBR 및 실리콘을 포함한 대부분의 열경화성 고무는 잘 작동합니다. 충전량이 많거나 매우 단단한 화합물은 막힐 러너가 없기 때문에 압축 시 잘 작동합니다.
압축 성형에서 사이클 시간을 어떻게 단축합니까?
프리포머를 사용하여 로딩 속도를 높이고, 진공 프레스로 전환하여 배기 단계를 단축하거나, 레오미터 테스트를 통해 경화 시간을 최적화하십시오. 프리폼을 예열하면 부품이 경화 온도에 도달하는 데 필요한 시간도 줄어듭니다.
