Date：May 25, 2026
올바른 클램핑력 사출 성형기 부품의 투영 면적(제곱인치 또는 제곱센티미터)에 성형되는 재료에 필요한 캐비티 압력을 곱한 다음 공정 변화를 고려하여 10~20%의 안전 여유를 추가하여 결정됩니다. 조임력을 너무 적게 선택하면 플래시 결함과 치수 부정확성이 발생합니다. 너무 많은 것을 선택하면 에너지가 낭비되고, 금형 마모가 가속화되며, 기계 비용이 부풀려집니다. 이 가이드에서는 전체 계산 방법, 결과에 영향을 미치는 재료 및 부품 변수, 숙련된 프로세스 엔지니어가 기계 사양을 확정하기 전에 선택 사항을 확인하는 데 사용하는 실제 규칙을 안내합니다.
사출 성형 중에 용융된 플라스틱이 폐쇄된 금형에 고압으로 주입됩니다. 5,000 및 20,000psi(345~1,380bar) 재료 및 부품 형상에 따라 다릅니다. 이 사출 압력은 금형 캐비티의 투영 영역에 작용하여 금형 절반을 밀어내는 힘을 생성합니다. 클램핑 장치는 사출 및 보압 단계 전반에 걸쳐 이러한 분리력에 맞서 금형을 닫은 상태로 유지하기에 충분한 힘을 가해야 합니다.
조임력이 충분하지 않으면 사출 압력으로 인해 금형이 약간 열리고 용융된 재료가 파팅 라인으로 빠져나갈 수 있습니다. 이러한 결함은 플래시 . 플래시는 부품 미관을 손상시키고 후처리가 필요한 날카로운 모서리를 생성하며 시간이 지남에 따라 금형 파팅 표면을 영구적으로 손상시킬 수 있습니다. 반대로 대형 기계에서 작은 부품을 작동하면 에너지가 낭비되고 금형에 불필요한 스트레스가 가해져 수명이 단축됩니다.
최소 조임력을 추정하는 업계 표준 공식은 다음과 같습니다.
클램핑력(톤) = 투영 면적(in²) × 캐비티 압력(psi) ¼ 2,000
미터법 단위: 클램핑력(kN) = 투영 면적(cm²) × 캐비티 압력(bar) ¼ 100
투영된 영역은 금형 개구부 방향에서 볼 때 부품이 분할 평면에 던지는 그림자입니다. 즉, 바로 위에서 본 캐비티의 평평한 발자국입니다. 다중 캐비티 금형의 경우 투영 영역에는 다음이 포함됩니다. 모든 캐비티와 러너 시스템 . 4인치 × 6인치 크기의 단일 캐비티 부품의 투영 면적은 24in²입니다. 동일한 부품의 4캐비티 금형에는 러너 면적을 더한 투영 면적이 96in²입니다.
캐비티당 투영 면적이 18in²인 폴리프로필렌(PP) 덮개를 생산하는 4캐비티 금형과 추가로 8in²를 제공하는 러너 시스템을 생각해 보세요.
캐비티 압력은 점도, 흐름 길이 및 처리 온도에 따라 재료마다 크게 다릅니다. 아래 표는 일반적인 사출 성형 재료에 대해 널리 사용되는 참조 값을 제공합니다. 이는 평균값입니다. 실제 캐비티 압력은 벽 두께, 게이트 설계 및 흐름 길이에 따라 다르므로 시뮬레이션 소프트웨어는 정밀성이 중요한 응용 분야에 사용해야 합니다.
| 소재 | 일반적인 캐비티 압력(psi) | 일반적인 캐비티 압력(bar) | 상대적 클램핑 수요 |
|---|---|---|---|
| 폴리에틸렌(PE) | 2,000~3,000 | 138~207 | 낮음 |
| 폴리프로필렌(PP) | 2,500~3,500 | 172~241 | 낮음 |
| 폴리스티렌(PS) | 3,000~4,000 | 207~276 | 낮음–Medium |
| ABS | 4,000~6,000 | 276~414 | 중간 |
| 나일론(PA6/PA66) | 5,000~7,000 | 345~483 | 중간–High |
| 폴리카보네이트(PC) | 6,000~10,000 | 414~690 | 높음 |
| POM(아세탈/델린) | 6,000~9,000 | 414~621 | 높음 |
| 유리 충전 나일론(PA GF) | 8,000~12,000 | 552~827 | 매우 높음 |
투영된 면적 공식은 신뢰할 수 있는 기준을 제공하지만 5가지 주요 변수로 인해 실제 필요한 조임력이 초기 계산에서 제안한 것보다 높거나 낮을 수 있습니다.
벽이 얇을수록 재료가 동결되기 전에 충전하기 위해 더 높은 사출 압력이 필요하며, 이는 캐비티 압력을 직접적으로 증가시켜 조임력 요구를 증가시킵니다. 다음이 포함된 부품 벽 두께 1.5mm 미만 3mm 벽 두께의 동일한 부품보다 20~40% 더 많은 조임력이 필요할 수 있습니다. 반대로, 벽이 두꺼운 부품(4mm 이상)은 더 쉽게 흐르고 사출 압력을 낮출 수 있습니다.
L/T 비율(용해된 플라스틱이 게이트에서 이동해야 하는 거리를 벽 두께로 나눈 값)은 충전 난이도를 직접적으로 나타냅니다. 150:1 이상의 L/T 비율 높은 사출 압력과 그에 따른 더 큰 조임력이 필요한 까다로운 충전을 나타냅니다. 예를 들어, 2mm 벽을 통과하는 300mm 흐름 경로의 L/T 비율은 150입니다. 이는 대부분의 표준 수지에 대한 편안한 가공의 상한선입니다.
게이트 크기가 작으면 진입점에서 압력 강하가 발생하여 보상하기 위해 더 높은 사출 압력이 필요하며, 이로 인해 캐비티 압력과 클램핑 요구가 증가합니다. 밸브 게이트가 있는 핫 러너 시스템 또는 부품 중앙에 위치한 대형 팬 게이트는 압력 손실을 줄이고 조임력 요구 사항을 낮출 수 있습니다. 10~25% 동일한 부품의 작은 가장자리 게이트와 비교됩니다.
깊은 리브, 보스 또는 복잡한 형상이 있는 부품은 높은 국지적 압력 집중을 생성합니다. 이러한 기능은 전체 충전 및 치수 정확도를 달성하기 위해 더 높은 보압 압력을 요구하는 경우가 많으며, 이로 인해 투영 영역 전체의 평균 캐비티 압력이 증가합니다. 추가 15~20% 버퍼 상당한 리브 깊이(리브 깊이가 벽 두께의 3배를 초과함) 또는 복잡한 언더컷 형상을 가진 부품에 대해 계산된 클램핑 힘.
다중 캐비티 금형은 러너 시스템만큼만 균형이 잡혀 있습니다. 불균형한 러너는 일부 캐비티를 다른 캐비티보다 먼저 채우므로 기계가 계속해서 재료를 금형에 밀어넣기 때문에 초기에 채워지는 캐비티에 과압축이 발생합니다. 과충전된 캐비티는 균형 잡힌 충전보다 금형에 훨씬 더 높은 압력을 가합니다. 캐비티가 8개 이상인 패밀리 몰드 또는 몰드의 경우 10~15% 클램핑력 버퍼 러너 시스템이 시뮬레이션이나 시험 실행을 통해 균형 잡힌 충진에 대해 검증되지 않은 경우.
상세한 금형 설계가 완료되기 전인 프로젝트 계획의 초기 단계에서 빠른 견적을 내기 위해 업계 전문가들은 일반적으로 단순화된 평방인치당 톤수 법칙을 사용합니다. 이 수치는 표준 벽 두께(2~3mm)와 일반적인 게이트 설계를 가정합니다.
| 소재 Category | 투영 면적의 in²당 톤 | 투영 면적 cm²당 kN |
|---|---|---|
| 부드러움/쉬운 흐름(PE, PP) | 1.5~2.0 | 0.23~0.31 |
| 중간 (ABS, PS, SAN) | 2.0~3.0 | 0.31~0.46 |
| 단단함/뻣뻣함(PC, POM, 나일론) | 3.0~5.0 | 0.46–0.77 |
| 충전/강화(GF 나일론, GF PP) | 4.0~6.0 | 0.62–0.92 |
이전과 동일한 PP 뚜껑 예 사용: 80in² × 2.0ton/in² = 160톤 — 138톤의 공식 결과보다 약간 더 보수적이며, 이는 세부 엔지니어링이 완료되기 전 빠른 추정에 적합합니다.
기계 선택을 마무리하거나 생산을 시작하기 전에 다음 방법 중 하나 이상을 사용하여 계산된 조임력을 검증하십시오.
올바른 클램핑력을 선택하는 것은 간단한 계산(투영 면적에 재료 캐비티 압력을 곱함)으로 시작됩니다. 그러나 결과의 정확성은 벽 두께, L/T 비율, 게이트 설계, 부품 복잡성 및 캐비티 수를 올바르게 고려하는 데 달려 있습니다. 계산된 최소값에 10~20%의 안전 여유를 적용하고, 다음 표준 기계 크기로 반올림하고, 새로운 금형 설계에 대해 금형 흐름 시뮬레이션이나 캐비티 압력 측정을 통해 검증합니다. 오버사이징이나 언더사이징은 생산 효율성에 도움이 되지 않습니다. 목표는 부품당 가능한 가장 낮은 에너지 비용으로 모든 샷에서 금형을 확실하게 닫힌 상태로 유지하는 가장 작은 기계입니다.
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