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플라스틱 금형의 연마 방법

기계적 연마

기계적 연마는 재료 표면의 절삭 및 소성 변형을 이용하여 볼록한 부분을 제거하고 매끄러운 표면을 얻는 연마 방법입니다. 일반적으로 오일 스톤 스틱, 연마 휠, 사포 등이 사용되며, 수작업이 주된 방법입니다. 회전체 표면과 같은 특수 부품에도 사용할 수 있습니다. 턴테이블과 같은 보조 도구를 사용하면 표면 품질이 매우 중요한 초정밀 연마가 가능합니다. 초정밀 연마는 특수 연마 공구를 연마제가 포함된 연마액에 담근 상태에서 고속 회전하며 가공 표면에 단단히 밀착시켜 연마하는 기술입니다. 이 기술을 사용하면 Ra 0.008μm의 표면 조도를 달성할 수 있으며, 이는 다양한 연마 방법 중 가장 높은 수준입니다. 광학 렌즈 금형에 이 방법이 자주 사용됩니다.

화학적 연마

화학 연마는 재료 표면의 미세한 볼록한 부분이 화학 용액 내에서 오목한 부분보다 우선적으로 용해되도록 하여 매끄러운 표면을 얻는 방법입니다. 이 방법의 주요 장점은 복잡한 장비가 필요하지 않고, 복잡한 형상의 공작물도 연마할 수 있으며, 높은 효율로 여러 공작물을 동시에 연마할 수 있다는 것입니다. 화학 연마의 핵심 문제는 연마액 제조입니다. 화학 연마로 얻은 표면 조도는 일반적으로 수십 마이크로미터(μm) 정도입니다.

전해 연마

전해 연마의 기본 원리는 화학 연마와 동일하게 재료 표면의 미세한 돌출부를 선택적으로 용해시켜 표면을 매끄럽게 하는 것입니다. 화학 연마와 비교했을 때, 음극 반응의 영향을 제거할 수 있어 효과가 더 우수합니다. 전기화학적 연마 공정은 두 단계로 나뉩니다. (1) 거시적 평탄화: 용해된 생성물이 전해액으로 확산되어 재료 표면의 기하학적 거칠기가 감소합니다(Ra>1μm). (2) 저조도 평탄화: 양극 분극으로 표면 밝기가 향상됩니다(Ra<1μm).

초음파 연마

가공물을 연마재 현탁액에 넣고 초음파장 내에 배치하면 초음파의 진동 효과를 이용하여 가공물 표면을 연마하고 광택을 낼 수 있습니다. 초음파 가공은 거시적인 힘이 작아 가공물의 변형을 유발하지 않지만, 공구 제작 및 설치가 어렵다는 단점이 있습니다. 초음파 가공은 화학적 또는 전기화학적 방법과 결합하여 사용할 수 있습니다. 용액 부식 및 전기분해를 기반으로 초음파 진동을 가하여 용액을 교반하면 가공물 표면의 용해 생성물이 분리되고 표면 근처의 부식 또는 전해액이 균일해집니다. 또한 액체 내에서 초음파의 캐비테이션 효과는 부식 과정을 억제하고 표면 광택을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

유체 연마

유체 연마는 고속으로 흐르는 액체와 그 안에 실린 연마 입자를 이용하여 공작물의 표면을 세척함으로써 연마 효과를 얻는 공정입니다. 일반적으로 사용되는 방법으로는 연마재 분사 가공, 액체 분사 가공, 유체역학적 연삭 등이 있습니다. 유체역학적 연삭은 유압을 이용하여 연마 입자를 함유한 액체 매체가 공작물 표면을 고속으로 왕복 운동하도록 하는 방식입니다. 이 매체는 주로 저압에서 유동성이 좋은 특수 화합물(고분자 유사 물질)에 연마재를 혼합하여 만듭니다. 연마재로는 탄화규소 분말을 사용할 수 있습니다.

자석 연삭 및 연마

자기 연마 연마는 자기장의 작용으로 자성 연마재를 연마 브러시 형태로 만들어 공작물을 연마하는 방법입니다. 이 방법은 가공 효율이 높고 품질이 우수하며 가공 조건 제어가 용이하고 작업 환경이 쾌적합니다. 적절한 연마재를 사용하면 표면 조도를 Ra0.1μm까지 낮출 수 있습니다. 2. 이 방법을 기반으로 한 기계적 연마 플라스틱 금형 가공에서 언급되는 연마는 다른 산업에서 요구되는 표면 연마와는 매우 다릅니다. 엄밀히 말하면 금형 연마는 미러 가공이라고 해야 합니다. 연마 자체에 대한 요구 사항이 높을 뿐만 아니라 표면 평탄도, 매끄러움 및 기하학적 정확도에 대한 기준도 매우 높습니다. 표면 연마는 일반적으로 밝은 표면만 요구합니다. 미러 표면 가공의 기준은 AO=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm의 네 단계로 나뉩니다. 전해 연마나 유체 연마와 같은 방법으로는 부품의 기하학적 정밀도를 정밀하게 제어하기 어렵습니다. 그러나 화학 연마, 초음파 연마, 자력 연마 등의 표면 품질은 요구 사항을 충족하지 못하므로 정밀 금형의 미러 가공은 여전히 ​​주로 기계적 연마에 의존하고 있습니다.