글로벌 환경 정책의 발전과 함께 PP 식품 등급 플라스틱 재사용 식기가 식품 식기 산업의 중요한 발전 방향이 되었습니다. 식품 등급 PP 플라스틱(폴리프로필렌, 재활용 코드 5)은 재사용 식기에 널리 사용되는 안전한 소재입니다. 무독성, 무취이며 최대 120°C의 고온을 견딜 수 있고 반복적으로 가열해도 쉽게 변형되지 않으며 비스페놀 A를 함유하지 않습니다. 화학적 성질이 안정적이며 식품과 쉽게 반응하지 않습니다. 권위 있는 인증을 거치면 식품과 장기간 접촉할 수 있습니다.
본 프로젝트는 특정 케이터링 체인 기업의 식기 생산을 위한 사출 금형 세트를 설계 및 제조하여 대규모 친환경 생산 요구를 충족하는 것을 목표로 합니다.
- 3개의 교체 가능한 코어를 가진 하나의 몰드 베이스를 설계하여 3가지 크기의 다른 볼 제품을 생산할 수 있도록 하여 고객의 프로젝트 비용을 효과적으로 절감합니다.
- 제품 벽 두께의 균일성(±0.05mm)을 보장하고 변형 또는 수축 결함을 방지하기 위해 금형 구조를 최적화합니다.
- PP 재료의 특성(수축 용이)에 적응하여 핫 러너 시스템 및 냉각 시스템을 최적화합니다.
- 금형 수명 100만 사이클 이상으로 고객의 장기 생산 요구를 충족합니다.
- 제품 분석 및 금형 계획 결정
- 제품 매핑: 3D 스캐닝 기술을 사용하여 3개의 볼에 대한 CAD 모델을 얻고 상자 직경, 높이, 벽 두께 허용 오차와 같은 주요 치수를 주석으로 표시합니다.
- 재료 특성 적응: PP 재료는 좁은 용융 온도 범위(170-230°C)를 가지므로 국소 과열 또는 금형 충전 부족을 방지하기 위해 독립적인 온도 제어 핫 러너 시스템을 설계해야 합니다.
- 금형 프레임 선택: 표준 HASCO 금형 프레임을 사용하여 금형 설치의 안정성을 보장합니다.
- 금형 구조 설계
- 분할면 설계: 이형 구조를 단순화하기 위해 식기 바닥과 상자 본체 사이의 경계를 분할면으로 선택합니다.
- 주입 시스템:
- 캐논 노즐 R 각도: R15.5, 사출 성형기 노즐에 연결됩니다.
- 핫 러너 브랜드: MOLDMASTERS, 캐나다산.
- 게이트: 제품 바닥 중앙에 하나의 밸브 게이트를 설치하여 표면의 용접 자국을 방지합니다.
- 냉각 시스템: 캐비티 주위에 8mm 직경의 순환 냉각수 채널을 배치하여 냉각 시간을 10초로 단축합니다.
- 이형 메커니즘: 푸시 블록 + 공기 배출을 통해 부드러운 이형을 보장합니다.
- 금형 제조
- 캐비티 및 코어 인서트는 HRC48-50의 경도를 가진 1.2343ESU 강철로 제작되어 내마모성, 연마 저항성 및 내식성을 보장합니다.
- 정밀 가공 센터 가공, 표면 거칠기 Ra ≤ 0.4 μm, 허용 오차 ±0.01mm.
- 핫 러너 시스템은 HeatingZone 독립 온도 제어를 채택하고 온도 차이를 ±2°C 이내로 제어합니다.
- T1 시험 성형 및 문제 해결
- 문제 1: 초기 시험 중에 플라스틱 제품에 가스 포집이 발생합니다.
- 해결책: 금형에 공기 홈을 추가하고 주입 매개변수를 최적화하여 문제를 효과적으로 해결했습니다.
- 8시간 동안 연속 생산하고 결함률을 계산합니다:
- 크기 편차: 0%
- 표면 결함: 0.1%
- 이형 어려움: 0%
- 생산 효율: 20초의 성형 주기당 4000개 생산.
- 기술 지표
- 금형 수명: 105만 사이클 (목표인 100만 사이클 초과).
- 제품 합격률: 99.65% (고객 요구 사항 ≥ 99%).
- 재료 활용률: 92% (전통적인 금형의 경우 85%).
- 경제적 이익
- 개당 비용이 20% 감소했습니다 (우수한 금형 설계 및 냉각 시스템 덕분).
- 고객의 연간 생산 능력이 100만 개로 증가하여 시장 수요를 충족합니다.
- 환경적 이익
- PP 재료 폐기물을 15% 줄여 회사의 ESG 목표에 부합합니다.
- PP 재료 적응의 핵심:
- 용융 온도와 금형 온도를 엄격하게 제어합니다.
- 금형 충전 부족 문제를 해결하기 위해 고정밀 온도 제어 핫 러너를 채택합니다.
- 금형 설계 최적화 방향:
- 냉각수 채널 수를 늘려 성형 주기를 더욱 단축합니다.
- 다중 모델로 첫 번째 모의 시험 설계를 테스트하고 금형 빌렛의 활용률을 개선합니다.
- 고객 피드백:
- 금형의 높은 안정성으로 사출 성형기의 유지 보수 시간을 줄입니다.
- 플라스틱 볼이 EU 녹색 환경 인증을 통과했습니다.
- 금형 구조 사진 (첨부 그림 1: 금형 조립 사진; 첨부 그림 2: 실제 금형 사진; 첨부 그림 3: 플라스틱 볼 제품 사진).
- 기계 매개변수 표 (사출 압력, 유지 시간, 냉각 시간 등).
- 고객 승인 CMM 보고서 (금형-인서트 검사).
본 프로젝트는 금형 구조 및 공정 매개변수 최적화를 통해 PP 재료 사출 성형의 기술적 문제를 성공적으로 해결하고, 볼 식기의 대량 생산에 대한 신뢰할 수 있는 솔루션을 제공하며, 기업에 상당한 경제적 및 환경적 이익을 창출했습니다.