다이렉트 게이트(Direct Gate), 또는 대형 게이트(Large Gate)라고도 불리는 이 게이트는 주로 플라스틱 부품에 사용되며, 다중 캐비티 사출 금형에서는 피드 게이트(Feed Gate)라고도 합니다. 사출체가 캐비티에 직접 주입되기 때문에 압력 손실이 적고, 압력 유지력과 수축률이 강하며, 구조가 간단하고 제조가 편리합니다. 하지만 냉각 시간이 길고, 게이트 제거가 어려우며, 게이트 자국이 뚜렷하게 남고, 수축 자국, 수축 기포, 잔류물 등이 게이트 주변에 쉽게 발생하여 응력이 높아집니다.
(1) 직선형 문의 장점
용융된 용제가 노즐에서 게이트를 통해 직접 캐비티로 유입되므로 공정이 매우 짧고 공급 속도가 빠르며 성형 효과가 우수합니다. 사출 금형은 구조가 간단하고 제조가 용이하며 비용이 저렴합니다.
(2) 직선문의 단점
스프루 게이트의 단면적이 커서 게이트 제거가 어렵고, 게이트 제거 후 흔적이 뚜렷하게 남아 제품 외관에 영향을 미칩니다. 게이트 부분에 용융물이 많이 발생하고 열이 집중되어 냉각 후 내부 응력이 커져 기공 및 수축 기공이 발생하기 쉽습니다. 특히 결정성 플라스틱의 경우, 평평하고 얇은 벽의 플라스틱 부품 성형 시 스프루가 뒤틀림 변형에 취약합니다.
2. 엣지 게이트
엣지 게이트(사이드 게이트라고도 함)는 가장 널리 사용되는 게이트 유형 중 하나이므로 일반 게이트라고도 합니다. 단면 형상이 일반적으로 직사각형이므로 직사각형 게이트라고도 합니다. 일반적으로 분할면에 열리고 캐비티 외부에서 유체가 공급됩니다. 사이드 게이트는 크기가 일반적으로 작기 때문에 단면 형상과 압력 및 열손실 간의 관계는 무시할 수 있습니다.
(1) 측면 게이트의 장점
단면 형상이 단순하고 가공이 편리하며, 게이트 크기를 정밀하게 가공할 수 있고 표면 조도가 낮습니다. 게이트 위치는 프레임형이나 환형 플라스틱 부품과 같이 플라스틱 부품의 형상 특성 및 충진 요구 사항에 따라 유연하게 선택할 수 있습니다. 입구는 외측 또는 내측에 설치할 수 있습니다. 단면 크기가 작아 게이트 제거가 용이하고 흔적이 적으며, 제품에 용융선이 없어 품질이 우수합니다. 불균형 주입 시스템의 경우, 주입 시스템을 변경하는 것이 합리적입니다. 입구 크기를 조절하여 충진 조건과 충진 상태를 변경할 수 있습니다. 측면 게이트는 일반적으로 다중 캐비티 사출 금형에 적합하여 생산 효율이 높으며, 경우에 따라 단일 캐비티 사출 금형에도 사용됩니다.
(2) 측면 게이트의 단점
쉘 형상의 플라스틱 부품의 경우, 이 게이트를 사용하면 배출이 원활하지 않고 용접선이나 수축 기공과 같은 결함이 발생하기 쉽습니다. 측면 게이트는 플라스틱 부품의 분할면에 공급 흔적이 있을 때만 사용할 수 있으며, 그렇지 않은 경우에는 다른 게이트를 선택해야 합니다. 또한 사출 시 압력 손실이 크고, 압력 유지 및 공급 효과가 직선 게이트보다 떨어집니다.
(3) 측면 게이트의 적용: 측면 게이트의 적용 범위는 매우 넓으며, 특히 2판 다중 캐비티 사출 금형에 적합하고 주로 소형 및 중형 플라스틱 부품의 주조 및 성형에 사용됩니다.
3. 겹치는 게이트
랩 게이트라고도 하는 이 게이트는 충격 방지 게이트로 설치하여 제트 흐름을 효과적으로 차단할 수 있지만, 게이트 부분에 함몰 자국이 생기기 쉽고, 게이트 제거가 어려우며, 게이트 흔적이 뚜렷하게 남는다는 단점이 있습니다.
4. 팬 게이트
팬 게이트는 측면 게이트에서 파생된 것으로, 접이식 부채처럼 점진적으로 확장되는 게이트입니다. 게이트는 공급 방향을 따라 점차 넓어지고 두께는 점차 얇아지며, 용융액은 약 1mm의 게이트 단차를 통해 캐비티로 유입됩니다. 게이트 깊이는 제품의 두께에 따라 달라집니다.
(1) 팬 게이트의 장점
용융된 물질은 점차 확장되는 부채꼴 모양으로 캐비티 내부로 유입됩니다. 따라서 용융 물질이 측면 방향으로 더욱 고르게 분포되어 제품의 내부 응력과 변형을 줄일 수 있습니다. 또한 결정립 및 배향의 영향이 크게 감소하고, 공기 유입 가능성이 줄어들며, 캐비티의 통풍이 잘 되어 가스가 용융 물질과 섞이는 것을 방지할 수 있습니다.
(2) 팬 게이트의 단점
게이트 폭이 매우 넓어 성형 후 게이트를 제거하는 작업량이 많아 번거롭고 비용이 증가합니다. 또한 제품 측면에 긴 절단 자국이 남아 제품 외관에 영향을 미칩니다.
(3) 팬 게이트 적용
팬 게이트는 넓은 공급구와 원활한 공급 특성 덕분에 덮개판, 자, 트레이, 접시 등과 같이 길고 평평하며 얇은 제품을 성형하는 데 자주 사용됩니다. PC, PSF 등 유동성이 낮은 플라스틱에도 팬 게이트를 적용할 수 있습니다.
5. 디스크 게이트
디스크 게이트는 내부 구멍이 큰 원형 플라스틱 부품이나 내부 구멍이 큰 직사각형 플라스틱 부품에 사용되며, 게이트는 내부 구멍의 전체 둘레에 걸쳐 형성됩니다. 플라스틱 용융액이 내부 구멍의 주변부에서 캐비티 내부로 거의 동시에 주입되어 중심부에 균일한 응력이 가해지고 용접선이 발생하지 않으며 배출이 원활하지만, 플라스틱 부품의 내부 가장자리에 뚜렷한 게이트 자국이 남을 수 있습니다.
6. 원형 문
환형 게이트는 디스크 게이트와 다소 유사하지만, 게이트가 캐비티 외부에, 즉 캐비티를 둘러싸도록 설치된다는 점이 다릅니다. 게이트의 위치는 디스크 게이트와 완전히 동일합니다. 게이트의 형태적인 측면에서 환형 게이트는 직사각형 게이트의 변형으로 볼 수도 있습니다. 설계 시에는 직사각형 게이트처럼 취급할 수 있으며, 디스크 게이트의 크기 선택을 참고할 수 있습니다.
(1) 환형 게이트의 장점
용융물이 게이트 둘레를 따라 캐비티 내부로 고르게 유입되고 가스가 원활하게 배출되어 배기 효과가 우수합니다. 용융물은 전체 둘레에 걸쳐 거의 동일한 유량을 유지하며, 물결이나 용접선이 발생하지 않습니다. 용융물이 캐비티 내부에서 원활하게 흐르기 때문에 제품의 내부 응력이 작고 변형이 적습니다.
(2) 환형 게이트의 단점
환형 게이트의 단면적이 커서 제거하기 어렵고 측면에 뚜렷한 흔적을 남깁니다. 게이트 잔여물이 많고 제품의 외면에 남기 때문에 미관을 위해 선삭 및 펀칭 작업을 통해 제거하는 경우가 많습니다.
(3) 링 게이트의 적용: 링 게이트는 주로 소형 다중 캐비티 사출 금형에 사용되며 긴 성형 주기와 얇은 벽 두께를 가진 원통형 플라스틱 부품에 적합합니다.
7. 시트 게이트
시트 게이트(플랫 슬롯 게이트, 필름 게이트라고도 함)는 사이드 게이트의 변형입니다. 게이트의 분배 러너는 캐비티 측면과 평행하며, 이를 평행 러너라고 합니다. 이 러너의 길이는 플라스틱 부품의 폭보다 크거나 같을 수 있습니다. 용융된 재료는 먼저 평행한 흐름 채널에 고르게 분배된 후, 낮은 유량으로 캐비티에 균일하게 유입됩니다. 플랫 슬롯 게이트의 두께는 매우 얇으며, 일반적으로 0.25~0.65mm입니다. 게이트 폭은 캐비티 폭의 0.25~1배이며, 게이트 슬릿의 길이는 0.6~0.8mm입니다.
(1) 시트 게이트의 장점
캐비티로 유입되는 용융물의 속도가 균일하고 안정적이어서 플라스틱 부품의 내부 응력을 감소시키고 부품의 외관을 개선합니다. 용융물이 한 방향에서만 캐비티로 유입되므로 가스 배출이 원활합니다. 게이트의 단면적이 크기 때문에 용융물의 유동 상태가 변화하고 플라스틱 부품의 변형 범위가 제한됩니다.
(2) 시트 게이트의 단점
판재 게이트는 단면적이 커서 성형 후 게이트 제거가 어렵고, 사출 성형 공정 기술 및 생산 관리 작업에 많은 시간과 노력이 소요되어 비용이 증가합니다. 또한 게이트를 제거할 때 플라스틱 부품 한쪽 면에 긴 절단 자국이 생겨 플라스틱 부품의 외관을 저해합니다.
(3) 플랫슬롯 게이트의 적용: 플랫슬롯 게이트는 주로 성형면적이 큰 얇은 판형 플라스틱 부품에 적합합니다. PE와 같이 변형되기 쉬운 플라스틱의 경우 이 게이트는 변형을 효과적으로 제어할 수 있습니다.
8. 핀 포인트 게이트
핀 포인트 게이트는 올리브 게이트 또는 다이아몬드 게이트라고도 불리며, 단면적이 매우 작은 원형 게이트의 일종으로 널리 사용되는 게이트 형태입니다. 포인트 게이트의 크기는 매우 중요합니다. 포인트 게이트의 폭이 너무 크면 금형을 열 때 게이트 내부의 플라스틱이 제대로 파단되지 않을 수 있습니다. 또한, 게이트 부분에서 플라스틱에 인장력이 가해지고, 이 응력이 플라스틱 부품의 형상에 영향을 미칠 수 있습니다. 반대로 포인트 게이트의 테이퍼가 너무 작으면 금형을 열 때 게이트 내부의 플라스틱이 어디에서 파단되었는지 정확히 파악하기 어려워 제품의 외관이 불량해질 수 있습니다.
(1) 핀포인트 게이트의 장점
포인트 게이트의 위치는 공정 요구 사항에 따라 결정할 수 있으며, 제품의 외관 품질에 미치는 영향은 미미합니다. 용융물이 단면적이 작은 게이트를 통과할 때 유속, 마찰, 용융 온도 및 유동성이 증가하여 형상이 선명하고 표면이 매끄러운 플라스틱 부품을 얻을 수 있습니다.
게이트의 단면적이 작기 때문에 금형을 열 때 게이트가 자동으로 파손되어 자동 조작에 유리합니다. 게이트가 파손될 때 가해지는 힘이 적으므로 게이트 부위의 제품 잔류 응력이 작습니다. 게이트 부위의 용융물이 빠르게 응고되어 금형의 잔류 응력을 줄이고 제품의 탈형을 용이하게 합니다.
(2) 핀포인트 게이트의 단점
압력 손실이 커서 플라스틱 부품 성형에 불리하며, 더 높은 사출 압력이 필요합니다. 사출 금형 구조가 비교적 복잡하여 일반적으로 성공적인 탈형을 위해서는 3판 금형이 필요하지만, 러너리스 사출 금형에서는 2판 금형도 사용할 수 있습니다. 게이트에서의 높은 유속으로 인해 분자 배향이 심해져 국부 응력이 증가하고 균열이 발생하기 쉽습니다. 대형 플라스틱 부품이나 변형이 쉬운 플라스틱 부품의 경우, 단일 게이트를 사용하면 뒤틀림이나 변형이 발생하기 쉽습니다. 이럴 때는 여러 개의 게이트를 동시에 열어 이송하는 것이 좋습니다.
(3) 핀 게이트의 적용: 핀 게이트는 점도가 낮은 플라스틱 및 점도가 전단 속도에 민감한 플라스틱에 적합하며 다중 캐비티 공급 사출 금형에 적합합니다.
9. 잠재 게이트
터널 게이트라고도 불리는 잠재 게이트는 포인트 게이트에서 발전된 형태입니다. 복잡한 포인트 게이트 사출 금형의 단점을 극복하면서도 포인트 게이트의 장점을 유지합니다. 잠재 게이트는 가동 금형 측면이나 고정 금형 측면에 설치할 수 있으며, 플라스틱 부품의 내면이나 숨겨진 면, 리브와 기둥, 분할면 등에도 설치할 수 있습니다. 또한 사출 금형의 이젝터 로드를 이용하여 게이트를 설치하는 간편한 방법도 있습니다. 잠재 게이트는 일반적으로 테이퍼형이며 캐비티에 대해 일정한 각도를 이룹니다.
(1) 잠재 게이트의 장점
피드 게이트는 일반적으로 플라스틱 부품의 내면이나 측면에 숨겨져 있어 제품 외관에 영향을 미치지 않습니다. 제품 성형 후, 플라스틱 부품은 배출 시 자동으로 파손되므로 생산 자동화가 용이합니다. 또한, 잠재 게이트는 제품 표면에 보이지 않는 리브나 기둥 부분에 설치할 수 있어 성형 과정에서 스프레이 자국이나 기포 자국이 제품 표면에 남지 않습니다.
(2) 잠재문의 단점
잠재 게이트는 분할면 아래로 들어가 비스듬한 방향으로 캐비티에 진입하기 때문에 가공이 어렵습니다. 게이트의 모양이 원뿔형이므로 배출 시 절단되기 쉬워 직경이 작아야 하지만, 얇은 벽 제품의 경우 압력 손실이 너무 크고 결로 현상이 발생하기 쉬워 적합하지 않습니다.
(3) 잠재 게이트의 적용
잠복 게이트는 특히 한쪽에서 공급되는 플라스틱 부품에 적합하며, 일반적으로 2단 금형에 적합합니다. 사출 시 플라스틱 부품에 강한 충격이 가해지기 때문에 PA와 같이 너무 단단한 플라스틱은 절단하기 어렵고, PS와 같이 깨지기 쉬운 플라스틱은 파손되어 게이트를 막을 수 있습니다.
10. 러그 게이트
러그 게이트는 탭 게이트 또는 조정 게이트라고도 하며, 캐비티 측면에 돌출 홈이 있습니다. 용융된 재료는 게이트를 통과하면서 이 돌출 홈 측면에 충돌합니다. 속도를 조절하여 캐비티로 진입한 후, 작은 게이트를 통해 캐비티로 주입될 때 발생하는 분사 현상을 방지할 수 있습니다. 러그 게이트는 전형적인 임팩트 게이트입니다. 러그 게이트는 사이드 게이트의 진화된 형태로 볼 수 있습니다. 게이트는 일반적으로 플라스틱 부품의 두꺼운 벽면에 설치해야 합니다. 게이트의 모양은 보통 정사각형 또는 직사각형이며, 돌출 홈은 직사각형 또는 반원형이고, 러너는 원형입니다.
(1) 러그 게이트의 장점
용융된 플라스틱은 좁은 게이트를 통해 러그로 유입되는데, 이 게이트는 온도를 상승시켜 용융물의 유동성을 향상시킵니다. 게이트가 러그에 직각으로 설치되어 있기 때문에, 용융물이 러그의 반대쪽 벽에 닿으면 방향이 바뀌고 유속이 감소하여 용융물이 캐비티로 부드럽고 고르게 유입될 수 있습니다. 게이트는 캐비티에서 멀리 떨어져 있으므로 게이트에서의 잔류 응력은 플라스틱 부품의 품질에 영향을 미치지 않습니다. 용융물이 캐비티로 유입될 때 흐름이 원활하고 와전류가 발생하지 않으므로 플라스틱 내부의 응력이 매우 작습니다.
(2) 러그 게이트의 단점: 게이트의 단면적이 커서 제거하기 어렵고 큰 흔적을 남겨 외관상 좋지 않습니다. 러너가 더 길고 복잡합니다.
게시 시간: 2022년 4월 15일