사출 성형에서 자주 발생하는 표면 불량 특징과 개선 방법

 

 

 

  사출 성형 과정에서 표면 불량은 제품의 외관과 신뢰성을 결정짓는 핵심 요소입니다. 각 불량의 특징과 발생 배경이 뚜렷하게 다르기 때문에, 이를 구분해서 접근해야 효과적으로 개선할 수 있습니다. 이번 포스팅에서는 대표적인 표면 불량 7가지를 각각 구분하여 발생 원인과 대응 방법을 정리해 보았습니다.

 

 

 

 

 

 

플로우 라인 (Flow Lines)

 

 

 

 

 플로우 라인은 제품 표면에 잔잔한 물결이나 줄이 그어진 듯한 자국이 나타나는 현상입니다. 빛을 받으면 색이나 광택의 미묘한 차이로 더 두드러져 보이기도 하죠. 이런 자국은 금형 내부에서 수지가 이동하면서 일부 구간이 먼저 식거나 점도가 달라질 때 잘 생깁니다. 벽 두께가 급변하는 부분이나, 게이트에서 멀리 떨어진 위치에서 자주 발견됩니다.

 

 이런 문제를 줄이려면 금형 전체의 온도를 일정하게 유지하고, 사출 온도를 조금 높여 수지가 더 부드럽게 흐르도록 조정하는 것이 좋습니다. 게이트 위치를 바꿔서 흐름 거리를 짧게 하거나, 설계 단계에서 벽 두께를 일정하게 맞추면 플로우 라인 발생을 현저히 줄일 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

싱크 마크 (Sink Marks)

 

 

 

 싱크 마크는 표면이 움푹 들어간 듯한 패임이 생기는 결함입니다. 주로 리브나 보스, 벽 두께 변화가 큰 곳에서 쉽게 나타나며, 수지가 굳으면서 내부가 수축하는데 보압이 충분하지 않거나 냉각이 불균형할 때 표면까지 그 수축이 전달되어 발생합니다.

 

 이런 현상이 보이면 보압을 평소보다 더 주고, 보압 지속 시간도 늘려주면 수축을 어느 정도 상쇄할 수 있습니다. 두꺼운 부위 주변에 냉각 채널을 추가하거나 위치를 조정해 냉각 속도를 맞추고, 설계 단계에서 두께 차이를 줄이면 싱크 마크가 눈에 띄게 줄어듭니다.

 

 

 

 

 

 

웰드 라인 (Weld Lines)

 

 

 

 웰드 라인은 서로 다른 방향에서 흘러온 수지가 만나는 지점에 가느다란 선이 남는 현상입니다. 외관상으로도 보기 좋지 않지만, 내부적으로는 결합력이 떨어져 파손의 원인이 되기도 합니다. 게이트 위치가 적절하지 않거나, 수지 흐름이 복잡하거나, 접합부 온도가 낮거나 압력이 부족할 때 잘 발생합니다.

 

 이럴 때는 금형과 수지 온도를 평소보다 높여 접합부에서 수지가 잘 섞이게 하고, 사출 압력도 올려서 분자들이 튼튼하게 결합하도록 해야 합니다. 게이트 수를 늘리거나 위치를 조정해 흐름 거리를 단축하고, 웰드 라인 주변에 에어 벤트를 추가해 공기가 빠져나가도록 하면 자국이 훨씬 덜 남습니다.

 

 

 

 

 

 

 

제팅 (Jetting)

 

 

 

 

제팅은 노즐에서 나온 수지가 금형 입구에서 튀듯이 들어가면서 ‘S’자 형태의 얼룩이 생기는 현상입니다. 이 얼룩은 초기 사출 속도가 지나치게 빠르거나 게이트 단면이 작을 때 자주 발생합니다. 또한, 노즐과 금형의 온도 차이도 영향을 미칩니다.


이럴 때는 사출 초반 속도를 낮추고, 사출 속도를 단계적으로 올려주는 방식으로 조정하면 흐름이 훨씬 안정적이 됩니다. 게이트 단면을 넓히거나 팬 게이트로 변경하면 유로 저항이 줄어들어 얼룩이 현저히 줄어듭니다. 노즐과 금형 온도를 비슷하게 맞추는 것도 효과적입니다.

 

 

 

 

 

 

 

디스컬러레이션 (Discoloration)

 

 

 

 디스컬러레이션은 제품 표면에 부분적으로 검은 얼룩이 생기거나, 전체적으로 누렇게 변색되는 현상입니다. 수지가 과열되어 열분해가 일어나거나, 이물질이나 첨가제와 반응해서 색이 변하는 경우가 많습니다. 수지가 실린더 내부에 오래 머물러 있으면 변색이 더 심해질 수 있습니다.

 이런 결함이 나타나면 배럴과 노즐 온도를 낮추고, 사출 사이클을 조정해 수지가 오래 머물지 않게 해야 합니다. 작업 중간에 퍼지 작업을 실시해 잔류물을 없애고, 원료는 건조 상태를 잘 유지해 수분 함량을 낮게 관리해야 합니다. 재생 수지 사용량도 줄이면 변색 위험이 크게 줄어듭니다.

 

 

 

 

 

 

 

서페이스 델라미네이션 (Surface Delamination)

 

 

 

 

 서페이스 델라미네이션은 제품 표면의 얇은 층이 들뜨거나 벗겨지는 현상입니다. 실제로 만져보면 표면이 울퉁불퉁하고, 코팅이나 도장 공정에서 접착 불량으로 이어질 수 있습니다. 주로 원료의 수분이 많거나, 이형제를 과다하게 사용하거나, 첨가제가 고르게 섞이지 않을 때 발생합니다.

 이런 현상을 줄이려면 원료를 충분히 건조하고, 건조 후에는 밀폐 용기에 보관해 재흡습을 막아야 합니다. 이형제는 꼭 필요한 만큼만 사용하고, 자동 스프레이 장비로 균일하게 도포하는 것이 좋습니다. 금형 표면은 자주 청소하고, 코팅 상태도 주기적으로 점검해 오염과 마모를 예방해야 합니다.

 

 

 

 

 

 

 

플래시 (Flash)

 

 

 

 플래시는 금형 분할선이나 이젝터 핀 주변에 수지가 얇게 삐져나와 돌출물이 남는 현상입니다. 이 돌출물은 후처리 과정에서 반드시 제거해야 하고, 치수 정밀도에도 영향을 미칩니다. 주로 클램핑 압력이 부족하거나 사출 압력이 과도할 때, 금형이 마모되어 틈이 생기면 발생합니다.

 이럴 때는 클램핑 토크를 높여 금형을 단단히 고정하고, 속도를 조정해 압력이 고르게 분포되도록 해야 합니다. 사출 압력은 점진적으로 낮춰가며 적정값을 찾고, 보압 컷오프 기능을 활용해 불필요한 압력을 줄이는 것도 중요합니다. 금형 분할면과 이젝터 핀 주변은 정기적으로 점검해 마모나 틈이 생기면 바로 보수해야 플래시 발생을 방지할 수 있습니다.

각 표면 불량은 저마다의 특징과 원인을 가지고 있으니 이를 반드시 구분해서 접근해야 합니다. 원인에 따른 해결책을 하나씩 적용하다보면 제품의 외관이 훨씬 개선되고 불량률도 눈에 띄게 줄어들 것입니다.

 

 

 

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사출 성형 불량률 감소를 위한 온도·압력·속도별 파라미터 최적화 관리 방법