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캠버(camber)와 치수의 교정
[플라스틱사이언스] 기사입력 2011-10-18 11:39:00

플라스틱 성형품의 치수, 형상이 규격에 아주 조금만 맞지 않아도, 불량품이 되는 일은 항상 있는 일이다. 어느 성형공장이나 이 문제로 어려움을 겪고 있다.

그저 약간의 치수차라면 어떻게든 제품화할 수 있도록 하려고, 성형시의 냉각시간을 현저히 길게 하거나 성형직후, 냉수 속에 넣어 보기도 한다. 그리고 이제부터 말하는 정해진 치수의 판·막대·형틀 등의 치구(jig)를 이용하여, 어닐링과 유사한 아트 가공으로 치수나 형상을 교정하여 마침내 제품화시킬 때가 있다.
 
이러한 교정법은 수지의 종류·성형품의 형상·크기에 따라 조건이 전부 다르기 때문에, 일률적으로 이렇게 하면 좋다는 기준을 마련하기는 어렵다. 경험에 따라 케이스 바이 케이스로 어떻게든 처치한다.
 
여기서는 어디든 도움이 될 것으로 생각하고, 성공한 2~3개의 예를 소개하고 싶다.
 
하나는 두께가 평균 약 4mm이고 립, POS가 몇가지 있는 30g 정도의 ㄷ자 형태의 성형품이고, 재료는 유리섬유 30% 강화 PC 이다. ㄷ자 글자부 안쪽에 캠버(camber)가 일어나고, 평행도가 생기지 않아서 치수가 규격에 맞지 않았다. 성형조건, 금형의 게이트 등을 검토하였지만 나아지지 않았기 때문에, 여러 교정법을 시도하여 보았다. 결국, ㄷ자 글자 안쪽에 규격폭의 페놀 수지 성혐품을 끼우고, 120˚C에서 3hr 가열한 뒤, 그대로 공기 중에 방냉(放冷)하여, 실온과 같아졌을 때 페놀 수지판을 빼내었더니, 성형품의 폭을 규격내로 만들 수 있었다. 또, 이 때 성형품의 보스 내경(內徑)이 변화되어 약간 작아졌지만, 리머(reamer)를 통과시켜 조정하였다. 포인트는 끼우는 조정판의 재질·위치 및 가열온도·시간이다.
 
다음에는 두께 2mm, 길이 약 30cm의 가늘고 긴 판상인데, 길이 방향에 립 2개, 도중에 보스 구멍이 4개 있는 성형품으로, 재료는 ABS 수지이다. 게이트가 중앙에 있기 때문에 캠버가 생겼었다. 그래서 금형으로부터 꺼내고, 게이트 커트하면 즉시, 성형품의 캠버와는 역방향 캠버의 알루미늄판에 양끝을 고정하고, 약 10min을 강제 냉각하였더니 거의 교정되었다. 포인트는 이 교정틀로 냉각한 뒤의 역방향 캠버의 시간적 변동을 미리 파악해 두는 것이다. 그것으로써 알루미늄판에 가하는 캠버와 고정 시간이 결정된다.
 
또 하나는, 측면이 조금 벌어진 상자형 PP 성형품인데, 4측면이 내(內) 캠버를 일으키는 경우였다. 이 예에서는, 사다리꼴 목제대에 성형 직후의 성형품을 하나 끼워 넣고, 다음 성형품을 그 위에 끼워 넣으면서 겹쳐놓는다. 그 사이에 강제냉각을 하고, 충분히 냉각시키고 나서 떼어내는 방법으로 방지하고 있다. 또한, 측면이 노태퍼일 경우, 고객과 상의하여 무기질 필러를 포함한 재료로 바꾸고, 캠버 발생을 방지하기로 하였다. 금형내의 냉각시간을 길게 할 수 없을 경우, 캠버에 의한 치수변화를 억제하는 것이 여간 어려운 일이 아니다. 게이트의 종류와 위치, 형온(型溫), 재료특성에 충분히 유의하여야 한다. 결정성 수지는 성형수축이 크므로, 가능하다면 섬유강화 타입을 채용하는 것이 좋다.


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