3. 생산성이 하락하는 원인

Plastic & Die Casting Injection 사출성형은 90% 이상이 금형온도가 60℃ 이내로 낮게 관리되어야 하므로 생산 중에는 금형 속에서 발생되는 열을 냉각시켜야 연속적인 생산을 할 수 있다. 그러므로 대부분 금형예열단계에서는 금형 속으로 입력되는 가열된 수지의 온도, 용해된 알루미늄의 높은 온도를 이용, 수십 회 사출성형을 실시하여 금형온도를 상승시키며 정상적인 제품이 나오기 시작하면 본격 생산을 시작하게 된다.

사출성형 초기에 발생되는 문제점들은 다음과 같다.

1. 금형온도에 따른 사출성형기의 성형조건을 조절하여 설정하는데 소요되는 시간이 50~ 120분이 되어 기계가동률이 하락하고 초기 불량품이 다량으로 발생한다.

2. 다기종 소량생산으로 하루 평균 1.8회 금형을 교환하여 생산하므로 위 1항의 가동률 하락 및 초기 불량품이 다량 발생한다.

3. 낮과 밤, 여름과 겨울의 일교차에 의하여 대기온도, 냉각탑의 냉각수 온도가 수시로 변하여 금형의 온도가 변하므로 일정한 품질을 생산할 수 없고 불량품이 발생한다.

4. 금형, 사출기 고장과 식사, 휴식사간으로 사출성형이 중단되면 1항의 가동률 하락과 초기 불량품이 발생한다.

5. 작업자가 자리를 비우면 사출성형이 중단되므로 금형온도가 떨어져 불량품이 발생한다.

6. 공장 전체의 기계가동률 차에 의하여 금형속으로 흐르는 물의 양과 압력이 변하여 열교환 능력 차로 인하여 금형온도가 변하므로 성형품의 품질도 변한다.

7. 금형의 열교환 능력이 주기적으로 입력되는 높을 열을 충분히 소화할 수 있는 열량 계산에 의한 냉각구멍이 설치되어야 하는데 냉각구멍의 직경이 작거나 그 수량이 적어 냉각시간이 지연되므로 생산성이 하락한다.

8. 냉각능력이 정상인 금형을 냉각호스 초기설치의 불편함을 이유로 냉각홀과 다음 냉각홀 간에 호스를 연결하여 직렬식으로 설치하는 것은 열교환을 지연시켜 생산성을 하락시키는 원인이 된다.

(직렬냉각방식)- 냉각수IN → T1  → T2 → T3 → T4 → 냉각수 OUT

9. 이동, 고정측 금형온도 편차로 인하여 휨 불량이 발생되고 그 휨을 방지하기 위하여 사이클 타임을 지연시키거나 휨을 교정하기 위하여 Jig를 사용함으로 품질 및 생산성이 하락한다.

10. 금형 속이 Hot Runner 설치와 돌기 부분에 냉각홀 없음 등으로 금형 표면의 온도가 높고 낮은 온도차가 8~35℃ 발생되어 높은 부분의 수지냉각이 지연되어 Cycle Time의 지연으로 생산성이 하락된다.

11.금형온도가 낮은 상태에서 사출압력을 과다하게 상승시켜 충진하게 되면 금형의 마모, 파손으로 생산이 중단되거나 금형수명이 단축되며, 금형온도가 상승하게 되면 Parting Line에 Burr가 발생되어 후가공을 하여야 하므로 Cycle Time이 지연되고, 품질의 하락 및 불량품이 발생된다.

사출압력이 높으면 충진되는 수지의 밀도가 높아져 성형품의 치수가 커지고 중량이 무거워져 재료소모(≒8%)로 인한 원가가 상승하게 되며, 불량품이 발생된다.

12. 이 때 수압이 높다고 해도 난류형성은 되지 않고 압력만 높을 뿐이다. 냉각능력이 수압이 낮을 때보다는 조금은 나아지겠지만 열교환이 정상적인 상태가 될 수 없다. 그러므로 냉각수 Flow System을 최대의 냉각효과를 거둘 수 있는 방법으로 개선되어야만 된다.