[기술정보 - (주)우진플라임] 러너리스 금형(Runnerless Mold)에 대해(下) :: 전체

(주)우진플라임 기술교육원이 [월간 플라스틱기계산업] 독자들을 위해 사출성형기 운영에 필수적인 교육 정보를 매월 연재 형식으로 제공한다. 이번 호에서는 지난 호에 이어 러너리스 금형에 대해 다뤘다.

4. 러너리스 금형(Runnerless Mold)의 관리

제품 모델 : Support Main
적용 : 핫 러너
핫 러너 투자비용 : 3천만 원

핫 러너 대체에 따른 비교

생산성 50% 향상, 사이클 타임 단축에 따른 금형 투자비용 절감, 콜드 러너 이용 시 발생하는 후 공정 투자비용 및 인건비 절감, 폐 스크랩 처리에 따른 환경오염 감소 및 비용 감소 등으로 긍정적인 것이 많으나 시스템 관리 차원을 배제할 수 없다.

핫 러너 시스템은 여러 가지 복합적인 설비가 함께 동작이 돼야 하기 때문에 설비 보전이 매우 중요하다.

5. 핫 러너(Hot Runner) 시스템

1) 코일 히터(Coil Heater) & 열전대(Thermo Couples)
일반적으로 오픈 게이트는 막대형의 카트리지 히터를 많이 사용하고 있으며, 밸브 게이트인 경우에는 코일 히터를 적용하고 있다. 단, 메이커에 따라 고주파 유도 가열 방식을 채택해 사용하기도 한다.

밸브 게이트에 사용되는 코일 히터와 열전대

코일 히터의 종류

1-1) 코일 히터
발열량이 높고, 균일한 온도를 지속적으로 공급하며 높은 온도에서도 산화와 침식이 적어 높은 열전도와 절연 강도를 유지할 수 있다.

1-2) 열전대
열전대는 소선, 보호관, 단자박스, 절연관 및 취부에 필요한 부분 등으로 구성돼 있으며 동작원리는 서로 다른 금속선의 한끝을 용접해 제작하며 기전력 또는 저항을 측정해 측온 접점의 온도를 측정하는 방식이다. 이 때의 금속선을 열전대라고 한다.

열전대 구조와 TYPE

1-2-1) 열전대의 특징

- 신속하고 시간 지연에도 오차가 비교적 적다.
- 합한 연전대를 선택하면 0~2,500℃ 범위 내의 온도를 측정할 수 있다.
- 기계적 강도와 안전성이 높고 내식성이 강하다.
- 정한 위치나 좁은 장소에서도 온도 측정이 가능하다.

1-2-2) 열전대의 종류
핫 러너 시스템에는 크게 2가지 타입의 열전대를 사용하고 있으며 일반적인 열전대의 종류는 다음과 같다.

열전대의 종류

국가별 보상도선에 따른 열전대 색상

6. 핫 러너 시스템 연결하기(Square Connector)

핫 러너 시스템의 연결은 금형과 컨트롤러간의 통신선을 연결하는 것부터 시작된다. 미리 컨트롤러가 설치돼 있는 설비라면 무관하지만 처음부터 컨트롤러를 이동 및 설치해야 한다면 여러 가지 준비물이 필요하기 마련이다. 먼저 금형의 핫 러너 시스템의 명판을 확인해 출력의 수를 체크하고 컨트롤러를 배치한다.

Hot Runner Systems Wire Diagram

1-1) 컨트롤러 배치
컨트롤러는 히터존의 수에 맞게 설치해야 한다.

컨트롤러 설치 예시

1-2) 중계선 설치와 열전대 타입 확인
중계선은 금형에 부착돼 있는 명판을 확인하고 K(CA), J(IC) 따라 설치한다.

K(CA) TYPE의 중계선, J(IC) TYPE의 중계선

위와 같이 중계선이 전용으로 구성돼 있기 때문에 열전대 타입을 반드시 확인해 설치한다. 그러나 일반적인 경우 중계선이 바뀌어도 ±2℃ 정도의 오차가 발생하기에 혼용해 사용하는 경우도 있다. 다만 열전대 타입이 금형과 컨트롤러 간에 적합하지 않을시 설정 온도와 측정 온도가 상이할 수 있으며 이에 따른 확인이 필요하다.

열전대와 컨트롤러 간의 TYPE 상이할 때 발생하는 온도 편차

1-3) 핫 러너 시스템의 알람 메시지
핫 러너 시스템의 에러 메시지는 업체마다 상이할 수 있지만 일반적으로 핫 러너 시스템은 금형의 분해 조립이 빈번하게 이뤄지게 되면 히터 또는 열전대의 연결이 원활하지 않을 수 있기에 커넥터의 체결 상태가 적합하게 구성돼 있어야 한다.