기구설계 노트 1 - 금형표면처리

플라스틱 사출성형품을 위한 금형 표면처리

 

 

사출된 플라스틱 부품의 표면은 거친 느낌이 나도록(금형에서 부식처리) 할 수도 있고 광택이 있도록 매끄럽게 할 수도 있다.(금형에서 래핑, 미각처리)

 

부식가공은 금형의 코어에만 약품처리를 하여 원하는 거칠기로 가공하는 기법으로 여러가지 패턴도 구현할 수 있다.

 

래핑가공은 다이아몬드 줄 작업, 초음파작업, 도이시작업(Stone), 사포작업, 컴파운드 광택 등등의 방법으로 표면을 가공 

 

금형공장에서 제공하는 부식칩이나, 패턴칩과 같은 샘플을 바탕으로 원하는 표면가공을 요청 !!

 

국제규격으로는 SPI등급

 

마감분류	마감방법	SPI 규격번호	설명		표면거칠기 Ra, µm
Diamond	Grade #3, 6000 Grit Diamond Buff	A1	Lens / Mirror 초고광택마감(거울면)		0.012 ~ 0.025
	Grade #6, 3000 Grit Diamond Buff	A2	High Glossy finish 고광택마감		0.025 ~ 0.05
	Grade #15, 1200 Grit Diamond Buff	A3	Normal Glossy finish 일반광택마감		0.05~0.1
Paper	600 Grit Paper	B1	Fine Semi-glossy finish		0.05~0.1
	400 Grit Paper	B2	Medium Semi-glossy finish		0.1~0.15
	320 Grit Paper	B3	Normal Semi-glossy finish		0.28~0.32
Stone	600 Grit Stone	C1	Fine Matte finish		0.35~0.40
	400 Grit Stone	C2	Medium Matte finish		0.45~0.55
	320 Grit Stone	C3	Normal Matte finish		0.63~0.70
Dry Blasted	Dry Blast Glass Bead #11	D1	Satin Textured finish		0.80~1.0
	Dry Blast #240 Oxide	D2	Dull Textured finish		1.0~2.8
	Dry Blast #24 Oxide	D3	Rough Textured finish		3.2~18.0

 

 

Glossy Finish

Material	A-1	A-2	A-3
ABS	Average	Average	Good
Polypropylene (PP)	Not Recommended	Average	Average
Polystyrene (PS)	Average	Average	Good
HDPE	Not Recommended	Average	Average
Nylon	Average	Average	Good
Polycarbonate (PC)	Average	Good	Excellent
Polyurethane (TPU)	Not Recommended	Not Recommended	Not Recommended
Acrylic	Excellent	Excellent	Excellent

 

Semi-Glossy Finish

Material	B-1	B-2	B-3
ABS	Good	Good	Excellent
Polypropylene (PP)	Good	Good	Excellent
Polystyrene (PS)	Excellent	Excellent	Excellent
HDPE	Good	Good	Excellent
Nylon	Good	Excellent	Excellent
Polycarbonate (PC)	Good	Good	Average
Polyurethane (TPU)	Not Recommended	Average	Average
Acrylic	Good	Good	Good

 

Matte Finish

Material	C-1	C-2	C-3
ABS	Excellent	Excellent	Excellent
Polypropylene (PP)	Excellent	Excellent	Excellent
Polystyrene (PS)	Excellent	Excellent	Excellent
HDPE	Excellent	Excellent	Excellent
Nylon	Excellent	Excellent	Excellent
Polycarbonate (PC)	Average	Not Recommended	Not Recommended
Polyurethane (TPU)	Good	Good	Good
Acrylic	Good	Good	Good

 

 

Textured Finish

Material	D-1	D-2	D-3
ABS	Excellent	Excellent	Good
Polypropylene (PP)	Excellent	Excellent	Excellent
Polystyrene (PS)	Excellent	Excellent	Good
HDPE	Excellent	Excellent	Excellent
Nylon	Excellent	Excellent	Good
Polycarbonate (PC)	Excellent	Not Recommended	Not Recommended
Polyurethane (TPU)	Excellent	Excellent	Good
Acrylic	Average	Average	Average

 

LSR Finishes

Liquid silicone rubber (LSR) 

 

PM-F0: Non-cosmetic, as-machined
PM-F1: Low-cosmetic, 대부분 밀링자국 제거
SPI-C1: 600 grit stone
PM-T1: SPI-C1 + light bead blast
PM-T2: SPI-C1 + medium bead blast
SPI-A2: Grade #2 Diamond Buff

 

 

 

금형 마감 연마공정

 

 

공정	표면조도 μm	작업방법	특징
거친 마감	9 ~ 10	연마 입자를 사용하는 연삭력 강한 공구를 사용 ※ 입도: ＃320～＃1000 스틱 숫돌	파손에 의한 워크 손상: 힘을 균등하게 줌, 공정을 건너뛰지 않는다. 연마 찌꺼기로 인한 눈 막힘: 연삭액을 사용, 연마 찌꺼기는 에어로 확실하게 제거 오일 스톤은 단단해서 미끄러지고, 세라믹 숫돌은 연마 입자가 함유되지 않아 연삭력이 약하다는 이유로 초벌 마감에는 적합하지 않음
중간 마감	3 ~ 4	연마 입자를 사용하지 않는 공구를 사용 ※ 입도·번수: ＃800～1500 내수 페이퍼(스틱 봉과 병용) 다이아몬드 연마지 다이아몬드 필름 시트 세라믹 숫돌	파손에 의한 워크 손상: 페이퍼, 시트류 등은 적절한 사이즈로 잘라 사용 연마 찌꺼기로 인한 눈 막힘: 연삭액이나 다이아몬드 페이스트의 희석액을 사용, 건식 연마인 경우는 에어로 충분히 제거
정밀 마감	0.8	다이아몬드 페이스트 (메시 환산값 1800 ~ 8000)	연마 찌꺼기의 제거, 작업성 향상을 위해 희석액과 병용
경면 마감	0.2	다이아몬드 페이스트 (메쉬 환산값 14000 ~)

 

 

 

금형래핑용품 브랜드

 

MINIMO 양모는 일본 MINITOR 주식회사의 브랜드로 양모펠트를 다이아몬드콤파운드와 같이 사용해서 금속의 표면 연마에 사용

MINIMO Polishing Sheets

 

 

MATADOR 사포

Xebec ceramic stone

 

 

금형 마감 연마 전동공구

 

초음파 연마기

진동수 25kHz 최대 진폭 45미크론의 고성능 진동자를 이용하여 가공물 표면층의 변질층, 오염층을 제거

 

 

DC마이크로 그라인더

 

What tools will be used in mold and die polishing finshing proesss? - YouTube

Ultrasonic Polishing/Grinder - Kemsonic mono - YouTube

 

 

 

와툴 WATOOL

[블랙스톤]도이시(3x6x150)

 

금형래핑(미각기)과정 #1 - YouTube

mold polishing by polishing tools - YouTube

Mold Finishing - YouTube

polishing mold beer bottles - YouTube

 

7 Hand Polishers To Produce a Mirror Finish in Under 10 Minutes (eternaltools.com)

7 Hand Polishers To Produce a Mirror Finish in Under 10 Minutes

 

 

사출 플라스틱 표면의 광택을 올리려면 상기 후처리 공정에 신경쓰는 것 외에도 사출공정 파라미터의 영향도 있다. 금형과 용융수지의 온도, 충전압력 및 보압을 낮추고 충전속도를 낮출경우 캐비티 표면 마감의 극히 미세한 부분까지 반영하여 성형되지 않음으로 광택이 더 살아날수있다.

 

플라스틱 소재마다 광택의 정도가 틀린점도 신경써야 한다. 

 

설계상의 영향

 

벽 두께의 급격한 변화가 있을 때 표면광택이 불균일 할 수 있는데, 더 얇은 부위는 수지에 압력이 덜 가해져서 과도한 광택이 발생할 수 있다.

 

가스배출이 제대로 안 될 때 부분적으로 광택이 차이가 발생할 수도 있다.