폴리우레탄(우레탄)은 콜드 등압 성형(CIP) 몰드 구조에서 중요한 균일 하중 전달 매체 역할을 합니다. 이는 단단한 금속 부품 또는 시편과 유압 소스 사이의 간극을 연결하여 높은 탄성을 활용함으로써 힘이 방향성 없이 부드럽게 적용되도록 하는 주요 역할입니다.
핵심 요점 유압유가 원시적인 힘을 제공하는 반면, 폴리우레탄은 이 힘을 유용한 성형 압력으로 변환하는 필수적인 균형추 역할을 합니다. 등방성 특성을 통해 복잡한 형상에 걸쳐 하중을 고르게 분산시켜, 단단한 몰드 재료로는 달성할 수 없는 고정밀 형상 복제 및 균일한 내부 밀도를 보장합니다.
압력 전달 메커니즘
등방성 분포 달성
폴리우레탄의 근본적인 장점은 압력을 등방성으로 전달하는 능력, 즉 모든 방향으로 동일하게 전달하는 능력입니다.
금속 필름과 압력 소스 사이에 놓이면 폴리우레탄은 탄성적으로 변형됩니다. 이를 통해 시편 표면의 모든 윤곽에 유압력을 거의 완벽하게 균일하게 전달하여, 단단한 다이 프레싱에서 흔히 볼 수 있는 압력 스파이크나 "그림자"를 제거합니다.
탄성의 역할
폴리우레탄은 우수한 탄성을 가지고 있으며, 이는 분말 압축체와의 지속적인 접촉을 유지하는 데 중요합니다.
유압 시스템이 압력(최대 200MPa까지)을 가하면 폴리우레탄은 압축되어 수축하는 녹색 본체에 맞춰집니다. 이를 통해 압축 공정 전반에 걸쳐 압력이 일정하고 "손실 없이" 유지되어 재료가 몰드 벽과의 접촉을 잃지 않도록 합니다.
부품 품질 및 형상에 미치는 영향
복잡한 미세 프로파일 복제
복잡한 디테일이 필요한 부품의 경우 폴리우레탄은 단단한 공구보다 우수합니다.
유연한 완충재 역할을 하기 때문에 몰드가 더 높은 정밀도의 형상 복제를 달성하도록 돕습니다. 이는 단단한 재료가 작은 홈이나 언더컷에 압력을 가하지 못하는 복잡한 미세 프로파일을 가진 부품에 특히 유익합니다.
밀도 구배 제거
폴리우레탄 사용의 주요 심층적인 이점은 재료의 내부 구조 균질화입니다.
부드러운 하중 분산을 보장함으로써 폴리우레탄은 형성된 본체 내의 밀도 변화와 미세한 기공을 최소화합니다. 이러한 균일성은 후속 소결 공정 중 비균일 수축, 변형 또는 균열을 방지하는 데 필요한 구조적 기반입니다.
몰드 구조 최적화
이중 레이어 구성
폴리우레탄의 효과를 극대화하기 위해 엔지니어는 종종 내부 성형 몰드와 외부 압력 몰드로 구성된 이중 레이어 몰드 구조를 사용합니다.
이 설정은 경도 차이에 의존합니다. 외부 고무는 일반적으로 내부 고무보다 단단합니다. 이 특정 구성은 임의적이지 않으며, 압력 전달 순서를 제어합니다.
공기 배출 제어
다른 경도 수준의 폴리우레탄 레이어 간의 상호 작용은 순차 압축을 가능하게 합니다.
압력은 분말 충진 공간의 중심에서 끝으로 향합니다. 이러한 방향 제어는 분말 입자 사이에 갇힌 잔류 공기를 효과적으로 배출하는 데 중요하며, 결함 없는 내부 구조를 더욱 보장합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
CIP 공정에서 폴리우레탄을 효과적으로 활용하려면 몰드 설계를 특정 제조 목표에 맞추십시오.
- 복잡한 형상이 주요 초점인 경우: 미세 프로파일에 흘러 들어가 브리징 결함 없이 정밀한 형상 복제를 보장할 수 있는 고탄성 폴리우레탄을 우선시하십시오.
- 구조적 무결성이 주요 초점인 경우: 공기 배출을 극대화하고 내부 기공을 제거하기 위해 신중하게 선택된 경도 차이를 가진 이중 레이어 몰드 설계를 사용하십시오.
궁극적으로 폴리우레탄의 사용은 원시 유압 동력을 최종 부품의 충실도와 밀도를 보장하는 정밀하고 균일한 성형력으로 변환합니다.
요약 표:
| 특징 | CIP 몰드 구조에서의 역할 | 최종 부품에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 등방성 전달 | 모든 방향으로 힘을 균등하게 분산 | 압력 스파이크 및 "그림자" 제거 |
| 높은 탄성 | 압축 중 지속적인 접촉 유지 | 수축 전반에 걸쳐 손실 없는 압력 보장 |
| 유연한 완충재 | 복잡한 표면 디테일 복제 | 고정밀 미세 프로파일 달성 |
| 경도 차이 | 순차 압축 제어 | 공기 배출 촉진 및 기공 방지 |
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참고문헌
- N K Lee, H J Lee. Manufacturing Technology of Thin Foil Tensile Specimen Using CIP and Mechanical Property Measurement Technology. DOI: 10.5228/kspp.2005.14.6.509
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