진공 주조 공정
진공 주조 개요
진공 주조(VC)는 진공 환경을 이용하여 액체 폴리우레탄(PU) 수지를 실리콘 금형에 주입함으로써, 시제품(예: 3D 프린팅 부품이나 CNC 가공 부품)과 완전히 동일한 구조의 완제품을 재현하는 신속 시제품 제작 및 소량 생산 기술입니다.
이 공정은 시제품 제작의 정밀성과 양산의 유연성을 겸비하고 있으며, 산업 디자인 검증, 기능 테스트 및 소량 제품 생산에 널리 활용됩니다. 특히 툴킷 부품, 정밀 하드웨어 액세서리 및 전자 제품 하우징의 신속한 생산에 적합합니다.
진공 주조 공정
진공 주조의 핵심은 진공 음압 환경을 통해 액상 수지를 정밀하게 주입하고 기포 없이 성형하는 데 있습니다. 이 공정에서는 정밀 제어, 효율 최적화, 그리고 대외 무역 주문의 소량 납품 요구 사항을 모두 고려해야 합니다.
수이진 머시너리는 대규모 산업 생산을 위한 표준 공정 흐름을 제공하는 한편, 소량 주문 제작을 위한 최적화된 솔루션도 제시합니다.
1단계: 정밀 마스터 모델 제작
핵심 목표:
정밀도가 높고 표면 품질이 우수한 시제품(마스터 모델)을 제공하여, 복제품의 정확도를 직접 결정합니다.
시제품 제작 방법:
가급적 SLA/DLP 3D 프린팅(정밀도 ±0.05mm) 또는 CNC 가공(금속/경질 소재 시제품 제작에 적합)을 사용하십시오.
시제품 전처리:
- 1. 연마 및 광택 처리: 400~1200 그릿 사포를 사용하여 표면의 거칠기 Ra가 0.8μm 이하가 될 때까지 서서히 연마합니다.;
- 2. 결함 보수: 퍼티로 틈과 기포를 메워 표면이 흠잡을 데 없도록 합니다;
- 3. 이형제 도포: 전용 이형제(후속 실리콘의 접착을 방지하기 위해)를 고르게 분사합니다.
품질 관리 사항:
시제품의 치수 공차 ≤±0.1mm이며, 표면에는 흠집, 기포, 찌그러짐이 없어야 하고, 표시나 나사산과 같은 세부 사항이 선명하게 드러나야 합니다.
2단계: 금형 설계 및 실리콘 금형 제작
핵심 목표:
복잡한 구조에 적합하고 재사용이 가능하며, 세부 묘사가 뛰어난 고탄성 실리콘 몰드를 제작하기 위함이다.
금형 프레임 구조:
시제품의 치수에 따라 금형 프레임을 설계하고, 수지 게이트(직경 3~8mm)와 배기 구멍(직경 1~2mm)을 확보해야 합니다. 구조가 복잡한 경우에는 분할 금형(2~4개 세그먼트)을 사용합니다.
실리콘 선택 및 혼합:
- 1. 실리콘 종류: 2액형 가소경화형 실리콘 (쇼어 A 경도 10~40, 높은 인성, 낮은 수축률);
- 2. 혼합 비율: 중량비 1:1 또는 10:1로 혼합하되, 기포가 생기지 않도록 충분히 저어줍니다;
- 3. 첨가제: 열전도제(경화 촉진용) 또는 내인열제(금형 수명 연장용)를 첨가할 수 있습니다.
실리콘 주조 및 경화:
- 1. 시제품에 충격을 주거나 기포가 생기는 것을 방지하기 위해 실리콘을 천천히 부어주세요;
- 2. 경화 조건: 실온(25℃)에서 4~8시간 동안 경화하거나, 고온(60℃)에서 1~2시간 동안 경화합니다.;
- 3. 금형 분해: 경화 후, 미리 설정된 분할선을 따라 금형을 절단하고 시제품을 꺼냅니다.
품질 관리 항목:
금형 캐비티에는 기포나 불순물이 없으며, 분해 후 가장자리가 깔끔하고 시제품의 세부 사항을 완벽하게 재현할 수 있습니다.
3단계: 진공 탈기
핵심 목표:
실리콘 몰드와 수지 내의 기포를 제거하여 복제품 표면의 결함을 방지하기 위함입니다.
곰팡이 탈기:
분해했던 실리콘 금형을 다시 조립한 후 진공 챔버에 넣고, -0.09~-0.1MPa까지 진공을 만든 뒤 이 압력을 15~30분 동안 유지하여 금형 내부의 잔류 공기를 제거합니다.
수지 탈기:
조성(예: 경도, 색상, 첨가제)에 따라 PU 수지를 준비하고, 충분히 교반한 후 진공 챔버에 넣습니다. 동일한 파라미터를 사용하여 15~20분 동안 탈기합니다.
품질 관리 사항:
탈기 후, 수지에는 육안으로 확인되는 기포가 없어야 하며, 금형 캐비티에는 잔류 공기가 없어야 합니다(투명한 금형 프레임을 통해 확인할 수 있음).
4단계: 수지 혼합 및 주입
핵심 목표:
진공 상태에서 금형 캐비티를 완전히 채울 수 있도록 수지 특성(경도, 색상, 성능)을 정밀하게 조정합니다.
수지 선정 및 혼합
- 1. 수지 종류: 제품 요구 사항에 따라 연질 PU(쇼어 A 30~80), 경질 PU(쇼어 D 50~80), 투명 PU, 난연성 PU 등을 선택하십시오.;
- 2. 혼합 비율: 수지 사용 설명서에 명시된 중량 비율(예: 1:1, 2:1)을 엄격히 준수하고, 3~5분 동안 저어줍니다;
- 3. 점도 조절: 수지 점도 50~500 mPa・s (실온). 점도가 너무 높을 경우, 점도를 낮추기 위해 가열(≤40℃)이 필요합니다.
진공 주입
- 1. 탈기된 수지를 5~10 ml/s의 속도로 금형 게이트에 천천히 주입합니다(새로운 기포가 생기지 않도록 주의하십시오);
- 2. 수지가 캐비티를 완전히 채울 때까지 진공 상태(-0.08~-0.1MPa)를 유지합니다(이는 금형의 투명 관찰창을 통해 확인할 수 있습니다).
품질 관리 항목:
정밀한 수지 배합 비율, 사출 시 기포 발생 없음, 그리고 캐비티의 완벽한 충진(재료가 채워지지 않은 부분 없음).
5단계: 경화
핵심 목표:
금형 내의 수지를 완전히 경화시켜 안정적인 물성과 치수 정밀도를 확보하기 위함입니다.
경화 조건:
- 1. 실온 경화: 25℃를 4~8시간 동안 유지합니다(연질 PU에 적합하며, 고온으로 인한 변형을 방지하기 위함);
- 2. 가열 경화: 60~80℃를 1~2시간 동안 유지합니다(경질 PU에 적합하며, 생산 효율을 향상시킵니다);
- 3. 보관 환경: 건조하고 먼지가 없는 곳에 보관하며, 직사광선을 피하십시오.
후경화 검사:
금형의 한쪽 모서리를 열고, 제품 표면을 살며시 만져본 후, 끈적거리거나 찌그러짐이 없는지 확인한 뒤 완전히 탈형하십시오.
품질 관리 사항:
이 제품은 완전히 경화되었으며(경도가 기준에 부합함), 변형이 없고, 금형에 달라붙지 않으며, 색상 불균일 현상도 없습니다.
6단계: 탈형
핵심 목표:
제품이나 금형을 손상시키지 않고 복제품을 신속하게 제거하기 위해.
탈형 방법:
- 1. 수동 탈형: 구조가 간단한 경우에 적합합니다. 플라스틱 쐐기(표면 긁힘 방지)를 사용하여 분할선을 따라 금형을 천천히 벌려주세요.
- 2. 기계식 탈형: 복잡한 구조물이나 대량 생산에 적합합니다. 전용 탈형기(압력 0.1~0.3MPa)를 사용합니다.
곰팡이 관리:
탈형 후에는 알코올로 금형 내부를 닦아 잔여 수지를 제거하십시오. 추후 사용을 위해 이형제를 다시 도포하십시오.
품질 관리 사항:
이 제품에는 흠집, 손상 및 금형 잔여물이 없으며, 금형 캐비티는 손상되지 않은 상태입니다.
7단계: 후처리
핵심 목표:
수출 고객의 최종 납품 요건을 충족할 수 있도록 제품의 외관과 치수 정확도를 최적화합니다.
기본 처리
- 1. 게이트/플래시 제거: 가위, 줄, 또는 그라인더를 사용하여 여분의 재료를 잘라낸 후, 제품 표면과 수평이 될 때까지 연마합니다.
- 2. 정밀 연마: 800~2000 그릿 사포로 표면을 연마하여 표면 거칠기 Ra≤0.4μm를 달성한다.
표면 처리 (선택 사항)
- 1. 스프레이 도장: 프라이머 스프레이 → 마감도료 → 투명 바니시 (무광, 고광택, 메탈릭 도료 모두 지원; 색상은 PANTONE 색상 코드와 일치).
- 2. 실크스크린/패드 인쇄: 로고, 눈금, 텍스트를 인쇄합니다(정밀도 ±0.1mm, 브랜드 로고에 적합).
- 3. 전기 도금/모의 양극 산화 처리: 금속 질감(예: 은, 금 등)을 부여하여 수출 제품의 외관 요건을 충족시킵니다.
- 4. 조립: 여러 개의 복제 부품을 조립할 때, 조립 시 틈이 0.1mm 이하가 되도록 합니다.
품질 관리 사항:
제품 표면에는 흠집, 흘러내린 자국, 기포가 없으며, 로고는 선명하고, 조립 정밀도는 기준을 충족합니다.
8단계: 품질 검사 및 포장
핵심 목표:
제품이 주문 요건을 충족하도록 하고, 규정을 준수하는 포장을 통해 국제 물류에 적합하도록 해야 합니다.
품질 검사:
- 1. 치수 검사: 캘리퍼스, 마이크로미터 또는 좌표 측정기를 사용하여 주요 치수를 검사하며, 허용 오차는 ±0.1~±0.3mm/100mm입니다.;
- 2. 외관 검사: 표면의 결함(기포, 흠집, 색상 차이)을 육안으로 검사하며, 표본 추출 비율은 ≥10%이어야 합니다;
- 3. 기능 시험: 고객의 요구 사항에 따라 내마모성, 내열성 및 내충격성 시험을 실시한다(예: 공구 손잡이 슬리브에 대한 내마모성 시험 ≥5,000회).
포장 방법:
- 1. 단일 제품: 흠집 방지를 위해 버블랩이 덧대어진 정전기 방지 비닐 봉지에 개별 포장되어 있습니다;
- 2. 대량 포장: 수출용 표준 상자에 담아, 펄 솜이나 폼으로 채워집니다(충격 방지 및 방습 기능);
- 3. 라벨 부착: 국제 물류 요건을 충족하도록 외부 상자에 제품명, 수량, 중량 및 방습/취급 주의 라벨을 부착합니다.
품질 관리 항목:
검사 합격률 ≥98%, 포장이 손상되지 않았고, 라벨이 선명하며, 대외무역 물류 기준을 충족함.
수이진 주조 용액
진공 주조는 산업 제조 분야에서 신속한 시제품 제작 및 소량 생산을 위한 핵심 기술입니다. 짧은 사이클 시간, 높은 정밀도, 저렴한 비용, 다양한 소재 활용이라는 장점은 하드웨어 도구 및 플라스틱 부품의 연구 개발(R&D) 반복 과정과 소량 해외 무역 주문의 요구 사항에 완벽하게 부합합니다. 재료를 합리적으로 선정하고, 금형 설계 및 후가공 공정을 최적화함으로써 시제품에서 완제품으로의 신속한 전환이 가능해지며, 이를 통해 해외 거래 고객을 대상으로 한 대응력과 주문 경쟁력을 높일 수 있습니다.