[사출금형 성형 기술 실무 6] 게이트 시스템이란 무엇인가?
[사출금형 성형 기술 실무 6] 게이트의 종류 / 직접 게이트...사이드 타입 비표준
[사출금형 성형 기술 실무 6] 게이트의 종류 /표준(제한) 게이트
게이트의 종류
게이트는 일반적으로 표 1과 같이 비표준 게이트와 표준 게이트, 핫러너 게이트 등 3종류로 분류한다. 표준 게이트는 비표준 게이트에 비해 용융수지의 응고가 급속히 일어나도록 크기를 제한하는 것을 말하며 제한 게이트라고도 한다. 반면에 비표준 게이트는 게이트를 급속히 고화되지 않아도 되는 게이트를 말하며 직접 게이트가 여기에 속한다.
표 1. 게이트 분류
표 2는 게이트 종류에 따라 형상과 선정 기준을 요약했으며, 현장에서 주로 사용되고 있는 게이트에 따라 사이드 타입, 핀 포인트 타입, 핫러너 타입의 게이트 적용과 설계 기준을 제시했다. 아울러 엣지 게이트 형상에 따라 유동특성이 어떻게 변화되는지를 전산모사를 통해 구현하고, 나아가 최적화 과정과 결과를 공유하고자 한다.
1. 직접 게이트
일명 스프루 게이트(Sprue Gate)라고도 하며 널리 이용된다. 직접 게이트의 장단점은 다음과 같다.
① 압력 손실이 적다.
② 수지가 절약된다.
③ 금형 구조가 간단하고 고장이 적다.
④ 성형 사이클 타임이 길어지기 쉽다.
⑤ 게이트의 끝손질이 필요하다.
⑥ 게이트 부위에 잔류응력에 의한 크랙이 발생하기 쉽다.
⑦ 게이트의 반대편에 온도가 저하된 수지가 캐비티 내로 흘러들어가는 것을 막기 위해 성형품 살두께의 1/2이 되는 두께로 콜드 슬러그 웰을 설치할 필요가 있다.
⑧ 스프루 입구 지름은 노즐 구멍에 좌우되며, 노즐 구멍 지름의 0.5mm~1.0mm 정도 크게 하고 테이퍼 각도는 2~4도 정도로 한다.
표 2. 게이트의 종류 및 형상
직접 게이트는 그림 4에 나타낸 것처럼 원추 형상의 게이트로서 가장 일반적인 것이다.
다수 캐비티의 경우에는 스프루 게이트라고도 하며, 1개 캐비티의 경우 성형기의 노즐에서 스프루에 들어간 수지를 직접 캐비티에 충진시킨다.
깊이가 깊은 대형 성형품에 널리 이용되고 있으나, PE, PP 등과 같이 유동 방향과 직각 방향과의 수축률 차이가 큰 수지에서는 얇고 넓은 성형품을 직접 게이트로 성형할 경우에는 굽힘, 또는 휨이 발생하는 경우가 있다. 그림 5는 직접 게이트의 제품 형상이다.
그림 4. 일반적으로 사용하는 직접 게이트의 치수
그림 5. 직접 게이트 제품
박균명 _ 공학박사 / 금형기술사
