[스크랩] GATE 설계
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제품 설계, 원료의 흐름 및 최종제품 사용시의 요구사항 등에 따라 금형의 적정게이트 형상을 결정한다.
일반적으로 수지가 미리 냉각되는 것을 방지하기 위하여 게이트 랜드(Gate Land)는 0.5∼1㎜정도로 짧아야 한다. 랜드(Land)가 너무 길면 과잉의 압력 손실이 일어나고 게이트가 미리 냉각된다. 게이트 크기는 제품 크기와 형상에 따라 다르나 캐비티(Cavity)에 원료가 빨리 흘러 들어갈 수 있도록 충분히 커야 한다.
게이트가 너무 작으면 성형이 어려워지고 성형 재료가 적은 게이트로 통하여 고압하에 밀려 들어가므로 스프레이마크(Splay Mark)가 발생한다. 또한 미리 냉각이 일어난 작은 게이트로 인해 수축이 일어난다.
게이트가 너무 크면 제품에서 게이트 제거가 힘들고, 사이클이 길어지면 표면 결함이 일어나고, 성형제품에 큰 응력이 발생한다. 또한 게이트 근처에 수축이 발생한다.
유리 섬유가 보강된 수지는 일반 그레이드의 수지에 비해 같은 온도와 같은 압력하에서 더 점성이 높기 때문에 유리 섬유가 보강된 수지용 게이트는 일반 그레이드 수지용 게이트보다 약 25%정도 커야 한다.
엔지니어링 플라스틱 성형시 게이트 위치에 관한 다음 사항을 염두에 두어야 한다.
a) 원료의 흐름을 캐비티(Cavity)벽이나 코아(Core)을 향하도록 임핀징 게이트(Impinging Gate)를 사용하므로서 제팅(Jetting)을 방지할 수 있다. b) 게이트는 가스가 차는 것올 방지하기 위하여 공기가 가스빼기를 향하여 흐를 수 있도록 설치해야 한다. c) 게이트는 원료가 제품의 두꺼운 부분에서 얇은 부분으로 흐를 수 있도록 설치해야 하며 금형의 캐비티(Cavity) 전체로 균열하게 흐를 수 있어야 한다. d) 게이트의 위치는 웰드라인(Weld Line)을 최소화시킬 수 있는 곳에 설치해야 한다. e) 게이트는 충격을 받는 부위나 응력을 받는 부위(Stressed Areas)에는 설치하지 말아야 한다. f) 게이트는 제거하기 쉬운 곳에 설치해야 한다.
긴 2차 사출압이 필요한 제품, 즉 두께가 두꺼운 제품의 경우는 제품에 다이렉트 게이트(Direct Gate)를 설치하는 것이 가장 간단한 방법이나 게이트 자국이 남으므로 게이트 위치 선정시 주의하여야 한다.
1) 에지 게이트(Edge Gate) 에지 게이트(Edge Gate)는 사출 성형시 가장 일반적으로 사용하는 방법이다. 흐름 저항을 방지하기 위하여 게이트 두께는 렉산 및 울템의 경우 제품 두께의 75% 정도, 노릴은 80%, 바록스 50% 정도되어야 하고 게이트 폭은 게이트 두께의 3배 정도가 좋다. 유리섬유가 보강된 그레이드 사용시 게이트 두께는 25% 정도가 더 커야 한다.스프레이 마크(Splay Mark)와 성형 응력의 집중을 방지하기 위하여 게이트와 성형 제품의 연결 부위에 1.6㎜R 정도의 래디우스(Radius)를 주어야 한다.
2)오버 랩 게이트(Over Lap Gate) 또는 점프 게이트(Jump Gate) 원료의 흐름 자국(Flow Mark)이나 스프레이 자국(Splay Mark) 등을 방지학 게이트의 외관 개선을 위하여 자주 사용된다.
3) 핀 포인트 게이트(Pin Point Gate) 균일하고 얇은 두께이 작은 제품을 빨리 성형하기 위하여 주로 사다리꼴 런너를 이용해 여러 캐비티의 3단 금형에서 사용된다. 또한 런너레스 몰딩(Runnerless Moulding)이나 기계의 노즐에 직접 연결하여 사용할 수 있다. 3단 금형의 핀포인트 게이트 직경은 제품 두께가 두꺼울수록 커야 하고 또 유동거리가 길수록 커야한다. 일반적으로 렉산 및 노릴의 경우 일반 그레이드일 때 1.2∼2.5㎜Φ이고 울템은 2∼3.2㎜Φ이다. 단 유리섬유가 보강된 렉산 그레이드는 이 게이트 시스템을 사용하지 않는 것이 좋다. 바록스의 경우 일반 그레이드일 때 0.8∼1.8㎜Φ익 보강된 그레이드는 1.3∼2.3㎜Φ이고 랜드(Land)길이는 1㎜이다. 자동적으로 게이트가 제거되기 위해서 랜드(Land)가 거의 없는 방법도 사용될 수 있다. 게이트 부의 금형 표면이 움푹 파이는 현상을 방지하고 게이트 블러쉬(Gate Blush)를 줄이기 위해서는 제품과 연결되는 게이트 부의 높이 0.5㎜정도 까지는 약 90도 정도의 원추형상으로 가공되어야 한다.
4) 원반게이트(Diaphragm 혹은 Disk Gate) 원료의 흐름이 스프루에서부터 균일하게 퍼지므로 캐비티의 모든 부분이 동시에 성형된다. 진원도가 좋아야 하거나 웰드라인 강도가 좋아야 하거나 웰드라인이 거의 없어야 하는 원통형의 제품에 사용한다. 성형 후 공정으로서 원반을 제거하는 게이트 제거 공정이 필요하다. 게이트 두께는 제품 두께의 50% 정도가 좋다. 게이트의 최소 두께는 제품 1㎜ 정도는 되어야 하고 랜드(Land) 길이는 0.5∼1㎜이다.
5) 필름 게이트(Film Gate) 또는 플래쉬 게이트(Flash Gate)
뒤틀림이 최소화 되어야 하는 납작한 제품이나 면적이 크고 두께가 얇은 제품의 경우에 사용된다. 게이트 깊이는 제품 두께보다 0.25∼0.38㎜ 정도 적게 한다. 팬 게이트(Fan Gate)를 연장한 것으로 생각할 수 있다.
6) 터널 게이트(Tunnel Gate 혹은 Submarine Gate) 제품 취출 사치클 동안에 런너 시스템으로부터 제품의 게이트 제거를 자동적으로 할 수 있는 방법으로 제품으 수직벽에 설치하거나 밀피네 설치할 수 있다. 터널게이트의 직경은 바록스와 울템의 일반 그레이드일 때 0.8∼1.8㎜Φ이고, 노릴과 렉산의 일반 그레이드 및 바록스와 울템의 보강 그레이드는 1.2∼2.3㎜Φ이고, 노릴과 렉산의 보강 그레이드는 2∼2.5㎜Φ이다.  7) 휀 게이트(Fan Gate)
에지 게이트(Edge Gate)의 특수한 형상으로 원료의 흐름이 금형의 캐비티(Cavity)로 균일하게 퍼져야 하는 납작하고 얇은 단면의 제품에 사용한다.
제품의 뒤틀림을 줄일 수 있고 직사각형의 제품 성형에 적합하다.
게이트부의 면적은 런너의 단면적보다 적어야 가장 좋은 결과를 얻을 수 있다.
게이트 두께는 최소 1㎜에서 제품 두께까지이고 게이트 폭은 런너 폭의 1.5배∼2배이다.
8) 변형 휀 게이트(Modified fan Gate) 얇은 제품성형시 제팅(Jetting)이나 스프레이(Splay)를 줄일 수 있고 성형 응력도 줄일 수 있다.
9) 탭 게이트(Tab Gate) 렌즈나 납작한 제품 성형시 적합하고 게이트 블러시(Gate Blush)나 게이트 부의 잔유응력을 줄일 수 있다.
10) 스포크 또는 스파이더 게이트(Spoke 또는 Spider Gate) 공차가 중요하지 않은 원통형 제품을 성형할 때 적합하고 링 게이트(Ring Gate)나 고정시 원추형 게이트(Fixed Cone Gate)와 같은 용도로 사용할 수 있다.
11) 링 게이트(Ring Gate) 제품이 완전히 성형되기 전에 균일하게 압출한 것과 같이 코아 주위에 원료가 자유로이 흐를 수 있다. 원통형 제품에 사용된다.
12) 고정식 원추형 게이트(Fixed Cone Gate) 코아(Core)와 캐비티(Cavity)의 분할을 잘 하므로서 코아 주위의 원료를 잘 흐를 수 있게 한다.
13) 굴곡 터널 게이트(Curved Tunnel Gate) 이 게이트 시스템은 제품의 보이지 않는 면이나 다른 편리한 위치에 설치할 수 있으므로 외관이 중요한 제품이나 게이트의 자동제거가 필요한 얇은 제품에 사용된다. 게이트를 제거하기 위하여 굴곡 터널 게이트는 경사각도가 충분해야 하고 자유롭게 휘어질 수 있어야 한다. 긴 굴곡 터널 게이트를 사용할 때 굴곡 부위의 런너를 그림과 같이 부분적으로 줄이는 것이 좋다. 밀핀의 위치와 길이튼 제품 취출시 금형 서포트(Support)의 스프루 핀에 맞추어야 한다. 게이트 직경은 최소 1.15㎜Φ이고, 최대 일반 그레이드의 경우 2㎜Φ이고, 보강된 그레이드의 경우 2.5㎜Φ이다
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