성형 공구의 설계는 최종 제품의 기하학적 정확성과 구조적 무결성을 결정하는 주요 기계적 제약 역할을 합니다. 압착 공정 중에 금형은 두 가지 목적을 수행합니다. 포장 블록의 모양을 정의하고 고압 하에서 용융 플라스틱을 담는 데 필요한 강성을 제공합니다. 이 제어는 LDPE와 같은 고점도 재료를 처리할 때도 블록이 특정 치수 사양을 충족하도록 보장하면서 재료 넘침 및 기하학적 변형을 방지하는 데 중요합니다.
핵심 요점 성형 공구는 단순히 모양을 만드는 용기가 아니라 필요한 밀집을 가능하게 하는 압력 용기입니다. 냉각 단계에서 단단한 제약을 유지하는 능력은 재활용 플라스틱의 느슨한 용융물을 고체 하중 지지 단위로 변환하는 것입니다.
제약 및 안정성의 역학
기하학적 정밀도 정의
성형 공구의 가장 즉각적인 영향은 블록의 최종 치수를 결정하는 것입니다.
금형은 용융 폐기물 플라스틱을 형성하는 고정된 경계를 제공합니다.
견고한 설계는 이러한 경계가 정적 상태를 유지하도록 하여 엄격한 치수 공차를 준수하는 블록을 생산합니다.
재료 넘침 방지
실험실 프레스가 플라스틱 용융물에 압력을 가하면 재료는 저항이 가장 적은 경로를 찾습니다.
정밀하게 설계된 금형은 "플래시" 또는 넘침을 방지하기 위해 효과적으로 밀봉됩니다.
금형에서 재료가 새어 나오면 내부 압력이 떨어져 채움이 불완전하고 기하학적 결함이 발생합니다.
냉각 단계 안정화
금형의 작업은 압력이 가해진 후에도 끝나지 않습니다. 응고 중에도 제약을 유지해야 합니다.
공구는 플라스틱이 용융 상태에서 고체 상태로 냉각되는 동안 의도한 모양을 유지합니다.
이 물리적 제약은 플라스틱이 냉각 중에 수축할 때 발생할 수 있는 뒤틀림 및 변형을 방지합니다.
구조적 밀도에 미치는 영향
내부 기공 제거
포장 블록의 품질은 밀도에 크게 좌우됩니다.
금형은 프레스가 용융 플라스틱에 갇힌 공기 방울을 짜낼 수 있는 충분한 힘을 가할 수 있도록 합니다.
플라스틱의 외부 힘에 저항함으로써 금형은 재료가 기공 없는 구조로 압축되도록 합니다.
입자 결합 강화
LDPE, HDPE 또는 PET와 같은 재활용 플라스틱의 경우 입자를 단단히 결합하려면 기계적 압력이 필요합니다.
금형은 이 압력을 집중시켜 플라스틱 입자가 응집된 덩어리로 융합되도록 합니다.
이 단단한 결합은 포장 블록에 보도 및 정원 사용에 필요한 압축 강도를 제공하는 것입니다.
절충점 이해
강성과 열 응력
매우 견고한 금형은 치수 안정성을 보장하지만 열 순환도 견뎌야 합니다.
금형은 용융 플라스틱에서 열을 흡수합니다. 공구 설계가 열팽창을 고려하지 않으면 금형 자체가 뒤틀리거나 고착될 수 있습니다.
이는 블록 배출의 어려움이나 반복적인 사이클에 걸쳐 일관되지 않은 치수로 이어질 수 있습니다.
압력 분포 위험
내부 압력 흐름을 고려하지 않고 외부 모양에만 초점을 맞춘 금형 설계는 약점을 초래할 수 있습니다.
금형 기하학이 너무 복잡하면 압력이 블록의 모든 모서리로 효과적으로 전달되지 않을 수 있습니다.
결과적으로 외부에서는 올바르게 보이지만 내부적으로는 균일한 밀도와 강도가 부족한 블록이 생성됩니다.
목표에 맞는 올바른 선택
재활용 플라스틱 포장 블록의 품질을 극대화하려면 금형 설계를 특정 성능 요구 사항과 일치시키십시오.
- 주요 초점이 치수 일관성인 경우: 하중 하에서 처짐이나 누출을 방지하기 위해 벽이 두껍고 밀착된 표면을 가진 금형을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 압축 강도인 경우: 금형 설계를 통해 간단하고 균일한 플런저 작동이 가능하여 압력의 전달을 블록의 중심으로 최대화하여 기공을 제거하도록 하십시오.
궁극적으로 성형 공구는 원시 압력과 완성된 내구성 있는 제품 사이의 다리이며, 그 강성이 품질을 보장합니다.
요약표:
| 설계 요소 | 품질에 미치는 영향 | 주요 이점 |
|---|---|---|
| 강성 및 밀봉 | 재료 넘침 및 플래시 방지 | 치수 정확도 및 일정한 압력 보장 |
| 압력 분포 | 내부 공기 방울(기공) 제거 | 구조적 밀도 및 압축 강도 증가 |
| 열 안정성 | 팽창 및 수축 관리 | 냉각 중 뒤틀림 및 변형 방지 |
| 표면 공차 | 경계 한계 정의 | 블록이 포장을 위한 엄격한 기하학적 사양을 충족하도록 보장 |
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참고문헌
- Nur Arinal Khaq, Bobby Damara. Analisa Pemanfaatan Limbah Plastik Sebagai Bahan Baku Pembuatan Paving Block. DOI: 10.33087/jiubj.v24i3.5599
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