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설계 유연성과 비용 절감의 효과, 최적화된 제품 설계 가능! LS엠트론의 초미세 발포성형(Microcellular foam) the ONE* MuCell®

출처  편집: 플라스틱핸들러  |  등록일  2021-11-24  |   조회수  50

설계 유연성과 비용 절감의 효과, 최적화된 제품 설계 가능!


LS엠트론의 초미세 발포성형(Microcellular foam) the ONE* MuCell®

 

MuCell®은 초미세 기포 사출 성형 공정으로 해당 공정을 통해 설계의 유연성과 비용 절감에 톡톡한 효과가 있으며, 일반 사출 공정에서는 없는 독특한 성형공정을 말한다.


기능적으로 최적화된 제품 설계가 가능한 MuCell®은 발포를 통한 밀도 감소와 최적화 설계를 결합해 재료 및 중량을 20% 이상 절약할 수 있는 특징을 가지고 있으며, 보압단계를 발포 과정으로 대체함으로써 보다 늦은 응력으로 생산되어 치수 안정성이 향상되고, 뒤틀림을 감소시키며, 발포를 통한 수축의 완화가 가능하다.


비용 절감은 물론, 공정상의 이점으로 인하여 현재 MuCell®은 자동차, 가전제품, 의료기기, 포장 및 생활용품에 적용되고 있다.

 



 

일관성 및 균질성이 뛰어난 MuCell®


생산시간 단축, 재료비 절감, 단열성 및 방음성 우수, 제품의 경량화, 성형 후에 변형 최소화 등 여러 장점을 가진 초미세 발포 기술에 기초한 MuCell®은 분포가 고르고 균일한 크기를 갖는 초미세 기포를 만들기 위해 열가소성 소재 내에 고밀도의 기포 핵을 생성시키는 방식을 쓰고 있다.


이러한 방식으로 만들어진 발포 소재는 일관성 및 균질성이 뛰어난 기포 구조를 갖게 되기 때문에 탁월한 물성과 재현성을 가진 부품들을 생산할 수 있다.


기존의 열가소성 수지에 기포를 생성하고, 적용함에 있어 한계적인 요소는 바로 기포의 크기가 크다는 것과 크기가 일정치 않다는 것이었다. 이러한 한계적인 요소는 인장 및 충격 강도, 굽힘 정도, 피로도 등 제품의 기계적인 성질을 약화시키고, 쉽게 부러질 뿐만 아니라 기포들이 재료 밖으로 표출되지 않도록 제품 단면을 두껍게 만들게 했다.


이러한 제약들로부터 자유로워진 새로운 개념의 발포 공법을 개발한 Trexel은 사출 성형에, MuCell Extrusion은 압출 등에 응용했는데, 미국 MIT가 원천 특허를 가지고 있었던 열가소성 폴리머의 초미세발포 기술에 기초한 MuCell 공법은 일관성 및 균질성이 뛰어난 기포 구조를 갖게 되는데 그 결과 탁월한 물성과 재현성을 갖는 부품들을 제작할 수 있게 했다.


MuCell®이라는 이름은 이러한 초미세발포 공법과 그를 통해 만들어지는 소재들을 지칭하기 위하여 Trexel에 의해 등록되었으며, LS엠트론의 the ONE* MuCell® 역시 Trexel의 지원을 받고 있다.

 

<1>가스/발포 성형공법과의 비교

 

가스성형

화학발포

MuCell®

프로세스

성형 직후, 냉각 고화 전 금형내 용융수지에 가스를 주입해 부분적인 중공 형성

일반적인 성형방법과 동일, 발포제를 드라이블랜드 혹은 발포제 혼입수지로 사출성형

초임계 유체를 사출성형기의 실린더 내에 주입함으로써 발포체를 형성하여 사출

장점

수축방지/경량화/강도향상

단열, 차음 효과 개선/경량화/일반성형기로 대응 가능

에너지 절감효과 우수/경량화/인체에 무해/싸이클 타임 단축/원재료 흐름성 향상/필요 형체력 감소

단점

추가 가스 주입기 설치/박막 제품에 적용 불가/경량화의 적은 효과/고압가스법에 해당

환경에 유해한 가스 발생/박막제품에 적용 불가/외관품에 비추천/성형싸이클이 김

추가 가스주입기 설치/전용 사출기 필요/외관품에 비추천

 
















금형, 부대설비에서 기계까지 한 번에, 발포성형을 위한 LS엠트론의 One Stop Solution


500~3,300톤의 총 10개의 모델로 구성되어 있는 LS엠트론의 the ONE* MuCell®은 다양한 특징으로 고객분들의 마음을 사로잡고 있다. Core Back 기능 구현은 제품 발포율을 균일화하고, 극대화시켰으며, Servo Valve로 정밀한 위치제어가 가능하다.

보다 자세한 the ONE* MuCell®의 특징은 표2와 같다.

 

<2> the ONE* MuCell®의 특징

분류

특징

타이바 U자형 치형 적용

-타이바 강도 향상

-하프너트 물림 에러 개선

Half nut – 동시동작

-사이클 타임 감소

타이바 분리구조(opt)

-낮은 천장에서 금형 교체 용이

디지털 위치센서 적용

-정밀 위치제어

-에러 감소

KEEA Controller 적용

-정밀제어

-사용자 편의성 강화

MuCell® 발포 전용 Screw 디자인

-L/D:23(MMU:22)

-Ball Check Valve 역류방지 적용

고압 Systerm 적용

-사이클 타임 감소

발포성형에 최적화된 사출 Unit

-높은 용적률, 사출속도

-정확한 배압제어

 














한편, LS엠트론에서는 MuCell®을 위한 스페셜 패키지를 고객분들께 제공하고 있다.

계량기 초임계 유체를 주입하고, 시간 및 위치에 따른 개/폐 제어가 가능한 SCF 주입기, 배럴 전단의 압력 유출을 방지하는 셧오프 노즐, SCF의 유동 및 혼련을 위한 스크류인 뮤셀 전용 스크류, 배럴 후미의 압력 유출을 방지하는 체크 밸브, 고압 펌핑 / 6,500psi / 정밀한 가스를 공급하는 MuCell® 전용 프로그램 및 SCF 시스템 외에도 발포 성형에 필요한 최적의 가스를 공급하고, 질소 또는 이산화탄소 모두 사용이 가능한 질소(또는 이산화탄소)공급기가 바로 그것이다.

 



이처럼 LS엠트론에서는 금형, 부대설비에서 기계까지 한 번에 발포성형을 위한 One stop solution’을 제공하고 있으며, LS엠트론만의 축적된 노하우와 경험을 통해 발포성형의 최적화된 조건을 고객분들께 제시해 보다 향상된 생산성을 제공할 것으로 판단된다.

 

문의: LS엠트론㈜ 사출사업부 공식 홈페이지 www.lsinjection.com

■편집 : 핸들러전문지


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