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[기술정보 - (주)우진플라임] 사출금형 파팅(Parting)과 게이트(Gate)에 대해 (주)우진플라임 기술교육원 한선근 교수 정대상 기자 2021-10-29 10:39:50

(주)우진플라임 기술교육원이 [월간 플라스틱기계산업] 독자들을 위해 사출성형기 운영에 필수적인 교육 정보를 매월 연재 형식으로 제공한다. 이번 호에서는 사출성형 재료에 대해 설명한다. 

 

1. 파팅(Parting)의 정의

 

1) 파팅(Parting)
파팅 라인(Parting Line)이란 금형의 고정형판과 가동형판의 맞춤면으로서, 파팅면(분활면)이라고도 불린다. 이 파팅면의 위치가 금형 설계나 제작은 물론 성형 제품의 취출에도 영향을 주게 되므로 매우 신중하게 결정해야 한다.

 

2) 파팅 라인 결정 시 주의사항
- 성형품의 외관 기능을 손상시키지 않는 위치에 결정한다.
- 성형품의 정밀도가 잘 나올 수 있는 곳에 선정한다.
- 성형재료가 흐르기 쉬운 위치에 게이트를 붙일 수 있게 한다.
- 금형 가공이 용이한 곳에 선정한다.
- 이형이 용이한 위치에 선정한다.
- 금형이 열릴 때 언더컷이 되지 않는 곳에 선정한다.

 

3) 파팅 라인의 결정
 


(a)와 같은 곳에 게이트를 붙이는 것도 허용되지만 눈에 띄기 쉽다. 하지만 (b)와 같은 곳에 설치하면 제품의 외관이기는 하나 눈에 잘 띄지 않고, 게이트 절단 후 상대물과의 조립 시 보이지 않을 수 있다.

 

[생각해보기] 파팅라인, 어느 곳이 가장 적합할까?

 

2. 게이트의 종류(Spreue, Runner, Gate System)

 

1) 게이트의 분류
비제한 게이트 : 다이렉트 게이트(Sprue Gate)
제한 게이트 : 사이드 게이트(Side Gate), 필름 게이트(Film Gate), 탭 게이트(Tap Gate), 오버랩 게이트(Overlap Gate), 핀 포인트 게이트(Pin Point Gate), 서브마린 게이트(Submarine Gate), 커브드 게이트(Curved Gate, 코끼리 게이트)

 

① 다이렉트 게이트(Sprue Gate)

- 스프루의 싱글 캐비티 금형으로 성형이 쉽다.
- 성형기 사출 압력이 직접 캐비티에 전해져 압력 손실이 적다.
- 성형성이 좋고 모든 사출성형 재료에 적용할 수 있다.
- 스프루의 고화 시간이 길기 때문에 사이클 타임이 길어진다.
- 잔류응력 또는 크랙이 일어나기 쉬우므로 게이트 주변에 링 모양의 리브를 보강하는 것이 좋다.

 

② 표준게이트(Side Gate)

- 단면형상이 간단하므로 가공이 용이하다.
- 게이트 치수를 정밀하게 가공할 수 있고 치수의 수정이 쉽다.
- 캐비티의 충전 속도는 게이트 고화와 관계없이 조절할 수 있다.
- 거의 모든 수지에 적용할 수 있다.
- 성형품의 외관에 게이트 흔적이 남는다.

 

③ 팬 게이트(Fan Gate)

- 단면형상이 부채꼴로 된 게이트이다.
- 넓고 얇은 평판 형상의 제품을 균일하게 충전해 기포나 플로우 마크(Flow Mark, 수지 흐름자국)를 방지하는 데 적합하다.
- 게이트 부근의 결함을 최소화하는데 가장 효과가 있고 PVC 이외의 범용 수지에 사용된다.

 

④ 필름 게이트(Film Gate)

- 성형품에 형평으로 런너를 설치하고 성형품과의 사이에 두께를 얇게 한 게이트를 설치한다.
- 평판 상 성형품의 수축 변형을 최소한으로 억제하려고 할 때 사용한다.
- 점도가 높은 경질 PVC뿐만 아니라 범용 수지에도 사용된다.

 

⑤ 오버랩 게이트(Overlap Gate)

- 성형품에 플로우 마크가 생기는 것을 방지하기 위해 성형품의 측면이 아닌, 성형품의 끝면에 겹쳐지도록 코어 쪽에 설치한 게이트이다.
- 성형품의 측면에 게이트 자국이 남게 되므로 제거 및 다듬질하는 데 주의해야 한다.

 

⑥ 탭 게이트(Tab Gate)

- 오버랩 게이트의 변형이다.
- 잔류응력이나 변형이 없는 성형품을 얻을 수 있다.
- 사출압력에 의한 과충전이나 게이트 부근의 싱크마크를 방지한다.
- 열안정성과 유동성이 좋지 않은 수(PVC, PC 등)에 적합하다.
- 성형품의 폭이 넓을 경우 멀티탭 게이트를 사용한다.
- PMMA, SAN 등 대부분의 수지에 적용된다.
- 런너에 대해 직각으로 붙이는 것이 일반적이다.
- 얇은 부분에 설치하면 플로우 마크나 웰드라인(Weld Line)이 발생하기 쉬우므로 두꺼운 부분에 설치한다. 

 

⑦ 디스크 게이트/다이어프램 게이트(Disk gate/Diaphragm Gate)

- 성형품의 중앙부에 스프루를 지름보다 크게 뚫린 구멍이 있을 경우 여기에 게이트를 배치하거나, 원통 모양의 성형품에 웰드마크를 방지하기 위해 사용되는 원판상의 게이트이다. 
- 게이트 제거와 마무리 작업을 필요로 하며, 수지는 경질 PVC 이외의 모든 수지에 적용 가능하다.
- 2매용 금형의 1개치로 원통형에 일반적으로 사용한다.
- 3매용 금형 및 런너리스 금형의 다수 개 빼기에도 사용한다.

 

⑧ 링 게이트(Ring gate)

- 소형물이며 캐비티가 많은 금형으로 파이프 형상의 가늘고 긴 성형품에 적합하다.
- 볼펜 뚜껑 등의 원통형 성형품을 성형하기 위해 사용된다.
- 웰드라인 방지, 사출 압력에 따른 금형 코어 핀의 쓰러짐으로 인한 편심 방지를 위해 사용된다.
- 두께가 균일한 성형품의 생산이 가능하다.
- 주입구의 반대쪽에 콜드 슬러그 웰을 원통형의 외주에 설치한다.
- 일반적으로 스트리퍼 밀판 또는 슬리브 밀판에 의해 내어지므로 사다리꼴 런너를 많이 채택한다.  

 

⑨ 핀 포인트 게이트(Pin Point gate)

- 비교적 제한받지 않고 게이트의 위치를 자유롭게 결정할 수 있다.
- 게이트 부근의 잔류응력이 적다.
- 투영 면적이 큰 성형품, 변형되기 쉬운 성형품의 경우 다점 게이트로 수축 변형을 낮출 수 있다.
- 게이트의 후가공이 용이하다. 게이트는 자동으로 절단되며, 다(多)캐비티의 경우 게이트 밸런싱이 쉽다. 
- 금형 구조는 3매용 구조이나, 런너리스 금형일 경우 2플레이트 구조로도 가능하다.
- 3단 금형의 경우 성형 사이클 시간이 길게 된다.

 

⑩ 서브마린 게이트(Submarine gate)

- 형판 앞에 터널식으로 파고 들어가 터널 게이트라고도 불린다.
- 게이트는 성형품이 돌출함과 동시에 자동으로 절단된다.
- 게이트 자국이 측면에 남아서 안 될 경우 2차 런너를 사용한다. 


[예시]TV, 라디에이터 그릴, 자동차 용품 등 많이 사용되고 있는 구조
- PC 원재료를 사용하는 제품에서 젯팅 현상 방지
- 게이트 흔적을 남기지 않기 위해 사용
- 게이트 자동제거가 필요한 얇은 제품에 적용
- 런너 이형 시 게이트부가 잘 이형되지 않아 부러질 수 있음
- 콜드 슬러그 부위를 게이트의 만곡점보다 5~10㎜ 길게 제작(제품 손상 방지)

                            

필자. (주)우진플라임 기술교육원 한선근 교수(www.woojinplaimm.or.kr)

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