핵심적으로, 진공 주조는 두 부분으로 구성된 폴리우레탄(PU) 수지를 사용하여 실리콘 금형으로부터 고정밀 플라스틱 또는 고무 같은 부품을 만듭니다. 염두에 두어야 할 주요 사양은 최소 벽 두께 0.75mm(권장 1.5mm), 금형당 일반 생산량 10-20개, 리드 타임 약 10-20일입니다. 이러한 매개변수들은 제조 공정에서 이 기술의 역할을 정의합니다.
진공 주조는 종종 단순한 프로토타이핑 방법으로 여겨지지만, 그 진정한 가치는 대량 생산되는 제품의 미학적 특성과 느낌을 밀접하게 모방하는 소량의 부품을 만들 수 있는 능력에 있습니다. 재료 및 설계 제약을 이해하는 것이 이를 효과적으로 활용하는 핵심입니다.
재료 분석: 단순한 "플라스틱" 그 이상
"진공 주조 재료"라는 용어는 주로 주조 가능한 폴리머를 의미하지만, 금형에 사용되는 실리콘 또한 그만큼 중요한 요소입니다.
폴리우레탄(PU) 수지의 중심적 역할
대부분의 진공 주조 부품은 두 부분으로 구성된 폴리우레탄 수지로 만들어집니다. 이 액상 폴리머는 혼합된 다음 기포를 방지하기 위해 진공 상태에서 실리콘 금형에 부어집니다.
이 공정의 다재다능함은 다양한 특성으로 제조될 수 있는 광범위한 PU 수지에서 비롯됩니다.
생산 등급 플라스틱 및 고무 시뮬레이션
진공 주조는 일반적인 생산 재료의 특성을 모방하는 부품을 만드는 데 탁월합니다. 다음과 같은 수지를 선택할 수 있습니다:
- 강성 및 불투명하여 ABS 또는 폴리카보네이트(PC)와 같은 재료를 시뮬레이션합니다.
- 투명하여 PMMA(아크릴) 또는 투명 PC를 시뮬레이션합니다.
- 유연하고 고무 같아서 TPE 또는 실리콘 고무 자체와 같은 엘라스토머를 다양한 경도(쇼어 경도)로 시뮬레이션합니다.
재료 제약으로서의 실리콘 금형
금형 자체는 마스터 패턴을 중심으로 액체 실리콘을 부어 만듭니다. 이 실리콘 금형은 유연하여 복잡한 형상과 언더컷 생성을 허용하지만, 수명이 제한적입니다. 또한 고온 응용 분야에는 적합하지 않아 주조 가능한 재료의 종류와 최종 부품의 열 저항을 제한합니다.
따라야 할 주요 설계 사양
진공 주조에서 성공적인 결과를 얻으려면 설계가 공정 자체에 의해 결정되는 여러 주요 사양을 준수해야 합니다.
벽 두께
최소 벽 두께 0.75mm가 기술적으로 가능하지만, 1.5mm를 강력히 권장합니다. 벽이 너무 얇으면 액체 수지가 제대로 흐르지 않고 전체 금형 캐비티를 채우지 못하여 불완전한 부품이 생길 수 있습니다.
부품 수량 및 금형 수명
단일 실리콘 금형은 일반적으로 10~20개의 복제본을 생산할 수 있습니다. 정확한 수는 부품의 복잡성과 선택한 수지의 마모성에 따라 달라집니다. 금형은 각 주조 주기마다 약간씩 열화되어 결국 표면 마감과 치수 정확도에 영향을 미칩니다.
공차 및 수축
진공 주조를 통해 생산된 부품은 수지가 경화될 때 약간의 수축을 경험합니다. 일반적인 수축률은 약 0.15%입니다. 엄격한 공차가 적합성 및 기능에 중요한 요구 사항인 경우 마스터 패턴 설계 시 이를 고려해야 합니다.
표면 마감
최종 부품의 표면 마감은 마스터 패턴의 마감을 직접 복제한 것입니다. 고해상도 3D 프린팅(SLA) 또는 CNC 가공을 통해 제작되는 마스터 패턴은 세심하게 샌딩 및 연마됩니다. 이 마감(광택 또는 무광택)은 실리콘 금형으로 전달된 다음 모든 후속 부품으로 전달됩니다.
절충과 한계 이해하기
강력하지만 진공 주조는 보편적인 솔루션이 아닙니다. 그 한계를 인정하는 것이 프로젝트 성공에 중요합니다.
재료 제약
사출 성형에서와 같은 실제 생산용 열가소성 수지를 사용하는 것이 아닙니다. 폴리우레탄 시뮬런트를 사용합니다. 비록 외관, 느낌, 일부 기계적 특성을 밀접하게 일치시킬 수 있지만, 실제 재료와 동일한 내화학성, UV 안정성 또는 장기 성능을 가지지 않을 수 있습니다.
열 성능
진공 주조 부품은 고온 응용 분야에 적합하지 않습니다. 사용되는 폴리우레탄 수지는 일반적으로 낮은 열 변형 온도를 가지며, 공정 자체는 고성능 열 재료용으로 설계되지 않았습니다.
확장성 및 속도
일반적인 리드 타임이 10-20일이고 금형당 수율이 낮으므로 진공 주조는 본질적으로 소량 생산 공정입니다. 프로토타이핑 및 브릿지 생산에 이상적이지만, 대규모 제조에는 비용 효율적이거나 충분히 빠르지 않습니다.
프로젝트에 적합한 선택하기
이 지침을 사용하여 진공 주조가 목표와 일치하는지 결정하세요.
- 주요 초점이 고정밀 미학적 프로토타입이라면: 진공 주조는 마케팅 샘플, 사진 촬영용 모델 또는 최종 제품처럼 보이고 느껴지는 사용자 테스트 장치를 만드는 데 탁월한 선택입니다.
- 주요 초점이 형태/적합성 테스트를 위한 소량 배치라면: 이 공정은 값비싼 대량 생산 툴링에 투자하기 전에 설계의 조립 및 인체 공학을 확인하는 데 완벽합니다.
- 주요 초점이 대량 생산 또는 속도라면: 진공 주조는 규모를 위해 설계되지 않았으므로 사출 성형과 같은 다른 공정을 즉시 고려해야 합니다.
- 주요 초점이 고강도 기능성 부품이라면: 사용 가능한 PU 수지의 기계적 데이터 시트를 신중하게 평가하거나 CNC 가공과 같은 더 견고한 공정을 고려하십시오.
이러한 기능과 제약을 이해함으로써 개발 목표를 달성하기 위해 진공 주조를 언제 활용할지 자신 있게 결정할 수 있습니다.
요약 표:
| 사양 | 세부 사항 |
|---|---|
| 주요 재료 | 두 부분 폴리우레탄(PU) 수지, 실리콘 금형 |
| 최소 벽 두께 | 0.75mm (1.5mm 권장) |
| 생산량 | 금형당 10-20개 부품 |
| 리드 타임 | 10-20일 |
| 수축률 | ~0.15% |
| 표면 마감 | 마스터 패턴 복제 (광택 또는 무광택) |
| 주요 한계 | 고온용 아님, 소량 생산만 가능 |
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