티스토리 뷰
메타 디스크립션: 사출성형기의 톤수별 스펙을 비교해보세요. 형체력, 사출 용량, 금형 크기 등 사출성형기 선택에 필요한 핵심 정보를 제공합니다. 제품 생산에 최적화된 사출기 선택 가이드와 함께 효율적인 생산 방법을 알아보세요. 제조업 종사자들에게 필수적인 사출성형기 스펙 정보를 한눈에 확인할 수 있습니다.
사출성형기의 기본 개념과 중요성
사출성형기는 플라스틱 제품 생산의 핵심 장비로, 그 스펙을 정확히 이해하는 것은 제조 공정의 효율성과 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 사출성형기를 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 요소는 형체력(톤수)입니다. 형체력은 사출 과정에서 금형이 열리지 않도록 잡아주는 힘을 의미하며, 이는 제품의 크기와 복잡성에 따라 달라집니다.
사출성형기의 톤수는 작게는 50톤부터 초대형 3000톤까지 다양하게 존재합니다. 적절한 톤수의 사출기를 선택하는 것은 생산 비용과 제품 품질에 직결되는 중요한 결정입니다. 톤수가 너무 작으면 금형이 열려 제품에 플래시가 발생할 수 있고, 너무 크면 불필요한 에너지 소비와 비용 증가로 이어집니다.
👇👇👇 내용 자세히보기 👇👇👇
사출성형기 톤수의 이해와 계산 방법
사출성형기의 톤수는 제품의 투영 면적과 사출 압력을 기준으로 계산됩니다. 투영 면적은 사출 방향에서 바라본 제품의 2D 면적으로, 제품의 표면적과는 다릅니다.
톤수 계산의 기본 공식은 다음과 같습니다:
필요 톤수 = 투영 면적 × 단위 면적당 필요 톤수
예를 들어, 캐비티 하나의 투영 면적이 6in²(0.00387m²)이고 4캐비티 금형이라면, 캐비티의 총 투영 면적은 24in²입니다. 여기에 러너의 투영 면적 4in²를 더하면 총 투영 면적은 28in²가 됩니다. 원료 공급업체가 권장하는 단위 면적당 톤수가 4톤/in²라면, 필요한 톤수는 112톤(28×4)이 됩니다.
그러나 이 방식은 단순 추정에 불과하며, 실제로는 제품의 두께, 유동 길이, 게이트 위치와 개수, 금형 내 제품 방향 등 다양한 요소를 고려해야 합니다.
주요 사출성형기 시리즈별 스펙 비교
현재 시장에는 다양한 제조사의 사출성형기가 있으며, 각각 고유한 특성과 장점을 가지고 있습니다. 주요 시리즈별 스펙을 비교해보겠습니다.
KraussMaffei CX 시리즈 (350-4,200 kN)
CX 시리즈는 컴팩트한 디자인과 유연한 확장성이 특징입니다. 350-4,200 kN(약 35-420톤)의 형체력 범위를 제공하며, 1,600 kN까지는 캔틸레버 방식의 2플레이트 클램핑 유닛을 사용합니다. 이 시리즈는 지능형 에너지 관리 시스템과 BluePower 효율 패키지를 통해 에너지 효율성을 극대화했습니다.
KraussMaffei GX 시리즈 (4,000-11,000 kN)
GX 시리즈는 대형 제품 생산에 적합한 4,000-11,000 kN(약 400-1,100톤)의 형체력을 제공합니다. 하이드로 메카니컬 2플레이트 디자인과 단일 피스톤 사출 시스템을 결합하여 짧은 사이클 타임과 높은 정밀도를 실현했습니다. 특히 사용자 친화적인 인터페이스와 빠른 금형 설치가 가능한 것이 장점입니다.
NETSTAL ELION 시리즈 (800-4,200 kN)
ELION 시리즈는 전기식 클램핑 유닛을 사용하여 매우 짧은 사이클 타임을 구현했습니다. 800-4,200 kN(약 80-420톤)의 형체력 범위를 제공하며, 전기식 및 하이브리드 사출 유닛을 통해 역동적인 고속 사출이 가능합니다. 중앙 집중식 5점 토글 시스템은 클램핑 포스를 균일하게 분배하여 뛰어난 정밀도를 제공합니다.
NETSTAL ELIOS 시리즈 (4,500-7,500 kN)
ELIOS 시리즈는 얇은 벽 포장재 생산에 최적화된 4,500-7,500 kN(약 450-750톤)의 형체력을 제공합니다. 특허받은 듀얼 드라이브 개념을 적용하여 최소 에너지 소비로 최대 성능을 발휘합니다. 시장에서 가장 빠른 패키징 머신으로, 최대 출력과 최고 품질을 보장하면서도 최저 단가를 실현합니다.
사출 용량과 톤수의 관계
사출 용량은 사출성형기가 한 번에 처리할 수 있는 플라스틱의 양을 의미하며, 이는 톤수와 밀접한 관련이 있습니다. 일반적으로 톤수가 증가할수록 사출 용량도 증가하지만, 정확한 관계는 기계의 설계와 제조사에 따라 달라집니다.
사출 용량 계산 공식:
w = k × 1.05 × v
여기서:
- w는 최대 사출 중량(g)
- k는 0.8에서 1 사이의 계수
- v는 최대 스윕 볼륨(cc)
스윕 볼륨은 다음과 같이 계산됩니다:
v = 3.1416 × i × d²/4
여기서:
- d는 스크류 직경(cm)
- i는 최대 사출 스트로크(cm)
실제 사출기 데이터를 살펴보면, 다음과 같은 사출 용량 범위를 확인할 수 있습니다:
- 소형 사출기(~100톤): 11-57g(PS 기준), 9-45g(PE 기준)
- 중형 사출기(100-300톤): 54-185g(PS 기준), 43-147g(PE 기준)
- 대형 사출기(300-500톤): 150-379g(PS 기준), 119-301g(PE 기준)
- 초대형 사출기(500톤~): 433-2,193g(PS 기준), 344-1,740g(PE 기준)
금형 크기와 사출기 선택 가이드
금형 크기는 사출기 선택에 있어 중요한 고려 사항입니다. 금형이 사출기에 적절히 장착되기 위해서는 사출기 형판의 크기, 타이바 간격, 최대 형판 거리(daylight), 최소/최대 금형 두께 등을 고려해야 합니다.
일반적으로 금형 크기는 타이바 간격(H × V)의 60% 이상이어야 합니다. 금형이 너무 크면 사출기에 장착할 수 없고, 너무 작으면 효율적인 생산이 어려울 수 있습니다.
금형 크기와 톤수의 관계는 제품의 특성에 따라 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 도너츠 형태처럼 테두리에만 제품 형상이 있고 중앙은 비어있는 경우, 형체력은 50톤이더라도 금형 크기가 500톤 사출기에 맞는다면 500톤 사출기를 사용하는 것이 적합할 수 있습니다.
그러나 금형 강도에 문제가 없고 작동 중 안정성이 보장된다면, 가능한 한 톤수를 줄이는 것이 생산 단가를 낮추는 데 도움이 됩니다.
최적의 사출성형기 선택 전략
최적의 사출성형기를 선택하기 위해서는 다음 요소들을 종합적으로 고려해야 합니다:
- 제품의 투영 면적과 필요 형체력: 제품의 투영 면적을 정확히 계산하고, 여기에 적절한 안전 계수를 곱하여 필요한 형체력을 산출합니다.
- 사출 용량: 제품의 중량과 러너 시스템을 고려한 총 사출 용량을 계산합니다. 일반 용도 수지(PP, PE, PS)의 경우 기계 샷 용량의 20-80%, 엔지니어링 수지(나일론, ABS, PC, EOM)의 경우 30-50% 범위 내에서 선택하는 것이 좋습니다.
- 사출 압력: 일반적으로 70-112MPa(10-16kpsi) 범위의 사출 압력이 필요합니다. 제품의 복잡성과 수지 특성에 따라 적절한 사출 압력을 제공할 수 있는 기계를 선택해야 합니다.
- 금형 크기와 타이바 간격: 금형이 사출기에 적절히 장착될 수 있도록 타이바 간격과 최대 형판 거리를 확인합니다.
- 에너지 효율성: 최신 사출성형기는 에너지 효율성을 높이기 위한 다양한 기술을 적용하고 있습니다. 장기적인 운영 비용을 고려하여 에너지 효율적인 모델을 선택하는 것이 좋습니다.
결론
사출성형기의 톤수, 사출 용량, 금형 크기는 서로 밀접하게 연관되어 있으며, 최적의 생산 효율을 위해서는 이들 요소를 종합적으로 고려해야 합니다. 단순히 투영 면적만을 기준으로 톤수를 계산하는 것이 아니라, 제품의 두께, 유동 길이, 게이트 위치 등 다양한 요소를 고려한 정밀한 계산이 필요합니다.
또한, 생산 비용을 최소화하기 위해서는 필요 이상으로 큰 사출기를 선택하는 것보다 정확한 계산을 통해 적절한 크기의 사출기를 선택하는 것이 중요합니다. 현대적인 사출성형기는 다양한 기술적 혁신을 통해 에너지 효율성과 생산성을 높이고 있으므로, 이러한 특성도 기계 선택 시 고려해야 할 중요한 요소입니다.
최종적으로, 사출성형기 선택은 단순한 수치 비교를 넘어 제품의 특성, 생산 환경, 장기적인 비용 효율성 등을 종합적으로 고려한 전략적 결정이 되어야 합니다.
자주 묻는 질문
Q: 사출성형기의 톤수는 어떻게 결정되나요?
A: 사출성형기의 톤수는 주로 제품의 투영 면적과 사출 압력을 기준으로 결정됩니다. 기본 공식은 '필요 톤수 = 투영 면적 × 단위 면적당 필요 톤수'이지만, 제품의 두께, 유동 길이, 게이트 위치 등 다양한 요소도 고려해야 합니다.
Q: 사출 용량과 톤수는 어떤 관계가 있나요?
A: 일반적으로 톤수가 증가할수록 사출 용량도 증가하지만, 정확한 관계는 기계의 설계와 제조사에 따라 달라집니다. 사출 용량은 스크류 직경과 최대 사출 스트로크에 의해 결정됩니다.
Q: 금형 크기는 사출기 선택에 어떤 영향을 미치나요?
A: 금형이 사출기에 적절히 장착되기 위해서는 사출기의 타이바 간격, 최대 형판 거리, 최소/최대 금형 두께 등이 금형 크기와 호환되어야 합니다. 일반적으로 금형 크기는 타이바 간격의 60% 이상이어야 합니다.
Q: 전기식 사출성형기와 유압식 사출성형기의 차이점은 무엇인가요?
A: 전기식 사출성형기는 에너지 효율성이 높고 정밀도가 우수하며 소음이 적은 반면, 초기 투자 비용이 높습니다. 유압식 사출성형기는 초기 비용이 낮고 높은 힘을 발휘할 수 있지만, 에너지 효율성이 낮고 소음이 큰 편입니다. 최근에는 두 방식의 장점을 결합한 하이브리드 사출성형기도 많이 사용됩니다.