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실제 생산 현장에서의 LSR 사출 성형 공정 과제

소개

웨어러블 의료 기기를 개발하는 한 스타트업이 기능 테스트를 위해 실리콘 밀봉 부품 120개를 요청한 적이 있다.

겉으로 보기에는 간단한 시제품 제작 작업처럼 보였습니다.

사실, 그 LSR 사출 성형 금형 이러한 종류의 부품을 생산하는 공정은 일반 양산 공정보다 더 많은 문제를 야기했습니다. 형상이 얇았고, 밀봉면은 플래시를 허용할 수 없었으며, 설계가 아직 확정되지 않은 상태였음에도 불구하고 소재는 의료용 등급 요건을 충족해야 했습니다.

이러한 조합은 공구와 공정 제어 양쪽 모두에서 취약점을 드러내는 경향이 있습니다.

고객들이 LSR을 “단순 부품’의 범위를 넘어 더 넓게 활용하려는 이유”

그 고객은 외관 샘플을 요청한 것이 아니었습니다.

그들에게는 조립하고, 압축하고, 실제 조건에서 테스트할 수 있는 부품이 필요했다.

그러면 모든 게 달라진다.

의료 및 정밀 분야는 다음을 기반으로 합니다. LSR 사출 성형 금형 실리콘은 다양한 온도 범위에서 탄성을 유지하며 화학적 열화에 강하기 때문에 가공이 용이합니다. 하지만 바로 이러한 특성들 때문에 가공 과정에서 실수를 용납하지 않습니다.

점도가 낮다는 것은 재료가 모든 틈새로 스며든다는 뜻입니다.

의도하지 않았던 것들까지 포함해서.

엔지니어들은 종종 다음과 같은 문제에 부딪히곤 합니다:

이음선 부분의 번쩍임
마이크로 실리콘 성형 시 불균일한 캐비티 충진
소량 배치 전반에 걸쳐 재현성을 유지하기 어려움

여러 번의 생산 공정에서 공차를 유지하려고 해보기 전까지는 별 문제 없어 보입니다.

전통적인 방식이 한계에 부딪히기 시작하는 지점

공구 단축키

흔히 쓰이는 방법 중 하나는 시제품 제작에 필요한 공구를 단순화하는 것입니다.

이는 대개 캐비티 내 압력 불균형과 배기 불량으로 이어집니다. 그 결과, 특히 벽 두께가 얇은 실리콘 성형 부품의 경우 충전 상태가 일관되지 않게 됩니다.

그리고 플래시가 나타나면 수동 트리밍이 대체 수단이 됩니다.

그로 인해 변동성이 발생합니다.

공정 불안정성

온도와 사출 매개변수를 엄격하게 제어하지 않으면 경화 특성이 달라집니다.

당장 눈치채지 못할 수도 있습니다.

그러나 여러 주기를 거치면서 다음과 같은 부분에서 차이가 나타납니다:

부품 강성
압축 성능
치수 안정성

다시 한번, 일관성을 유지하는 것이 과제가 됩니다.

재현성 문제

많은 공급업체가 만족스러운 초도 샘플을 제작할 수 있습니다.

다음과 같은 상황에서 동일한 성과를 유지할 수 있는 사람은 드뭅니다:

여러 개의 공동
서로 다른 배치
생산 기간 연장

바로 그 간극에서 지연과 불량품이 쌓이기 시작합니다.

클린룸 LSR 사출 성형: 열가소성 수지의 논리적 한계

LSR 사출 금형이 부품 품질을 개선하고 플래시를 줄이는 방법

실리콘 부품에 대한 LSR 사출 성형 공정 설명

맞춤형 실리콘 부품을 위한 소량 LSR 사출 성형

LSR 사출 성형 공정의 안정화 방법

균형 잡힌 콜드 러너 설계

문제: 캐비티 간 재료 흐름의 불균형

콜드 러너의 균형이 맞지 않으면, 일부 캐비티는 다른 캐비티보다 더 빨리 채워집니다. 이는 경화 시간과 최종 부품 치수에 영향을 미칩니다.

적절하게 설계된 러너 시스템은 균일한 유동을 보장하여, 수율을 직접적으로 향상시키고 불량품을 줄여줍니다.

툴링 수준에서의 플래시 제어

문제: 분할선 부위에 플래시가 발생함

LSR의 경우, 금형에 아주 미세한 틈만 있어도 플래시가 발생할 수 있습니다.

금형의 정밀도와 클램핑력은 서로 조화를 이루어야 합니다. 배기 또한 중요한 역할을 하는데, 배기가 제대로 이루어지지 않으면 압력이 상승하여 재료가 원치 않는 부위로 밀려들게 됩니다.

이건 성형 후에 고칠 수 있는 문제가 아닙니다.

설계 단계에서 이를 배제해야 합니다.

온도 및 경화 제어

문제: 불균일한 가교 형성

LSR 사출 성형 공정은 안정적인 금형 온도에 달려 있습니다.

이러한 편차는 부분 경화나 국소적인 과경화를 초래하며, 이는 기계적 특성에 영향을 미칩니다.

안정적인 온도 제어를 통해 사이클 시간을 예측 가능하게 하고 소재 성능을 일관되게 유지할 수 있습니다.

검토 및 검증

문제: 실리콘 부품의 숨겨진 결함

육안 검사만으로는 충분하지 않습니다.

비전 시스템을 활용한 치수 검사는 특히 마이크로 실리콘 성형 과정에서 미세한 편차를 감지하는 데 도움이 됩니다.

검증 과정에는 장기적인 성능을 보장하기 위한 압축 변형률 시험 및 재료 검증도 포함됩니다.

자주 묻는 질문

LSR 사출 성형 공정에서 가장 큰 과제는 무엇인가요?

특히 정밀 또는 초소형 실리콘 부품의 경우, 각 캐비티 전반에 걸쳐 일관된 재료 흐름과 경화 상태를 유지하는 것.

실리콘 성형에서 플래시를 제거하기가 왜 어려운가요?

저점도 실리콘은 압력을 받으면 분할선의 작은 틈새를 통해 쉽게 새어 나가기 때문입니다.

시제품 금형으로 양산 수준의 품질을 구현할 수 있을까요?

대부분의 경우 그렇지 않습니다. 시제품 제작 도구는 반복 가능한 결과를 얻기 위해 필요한 정밀도와 공정 안정성이 부족한 경우가 많습니다.

제조업체들은 어떻게 재현성을 향상시키나요?

균형 잡힌 공구 설계, 정밀하게 제어된 공정 파라미터, 체계적인 검증 및 검사 방법을 통해.

이제 여러분의 차례입니다

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고객들이 LSR을 “단순 부품’의 범위를 넘어 더 넓게 활용하려는 이유”