수지 성형품의 버 높이를 순식간에 정확하게 측정하는 방법

수동으로 버 제거

대상 물체의 수량이 적은 경우나 자동 기기로는 제거하기 어려운 부분인 경우에는 수동으로 버를 제거합니다.

• 버 제거 핸드 툴(수정 줄·커터·블레이드· 디스크 등)으로 깎는다.
• 납땜 인두 등의 열로 열가소성 수지의 버를 녹여 제거한다(버의 두께가 얇고 성형품이 두꺼운 경우 등).
• 냉동하여 버 부분을 취화하여 제거한다(버의 두께가 얇고 성형품이 두꺼운 경우 등).

그 밖에도 성형 재료나 성형품·버의 성질, 작업성 등을 고려해 조건에 따라 연마 기구나 약제 등 다양한 방법이 사용되고 있습니다.

장치를 이용한 버 제거

복잡한 형상을 가지는 성형품 등의 경우, 금형의 설계상 특정 부분에 버가 발생하는 것을 어느 정도 허용해야 하는 경우가 있습니다. 또한 성형품의 형상이 단순할 경우, 자동 기기 등의 장치를 사용한 버 제거를 공정의 하나로써 포함하는 경우가 있습니다.

• 블라스트 장치: 장치 내에서 성형품에 블라스트 재를 대어 버를 제거. 제거한 버는 내장의 집진기로 자동 수집.
• 초고압수 장치: 높은 수압을 성형품에 대고 버를 제거. 성형품의 청소를 겸하는 경우가 많다.
• 초음파 절단 장치: 초음파 진동하는 날을 버에 맞춥니다. 수지의 분자가 발열하여 열가소성 수지가 연화된 곳에 미세 진동하고 있는 날을 대기 때문에 성형품에 큰 부담을 주지 않고 버를 제거.

그 밖에도 다양한 자동 버 제거 장치가 있습니다. 열가소성 수지/열경화성 수지, 성형품에 사용되고 있는 수지의 특성, 성형품의 사이즈나 형상, 내구성 등에 의해 구분됩니다.

적절한 버 제거에는 형상·치수의 파악이 유효

버 제거 방법을 검토하고 장비를 적절하게 설정하려면 먼저 발생한 버에 대해 가능한 한 많은 정보를 얻는 것이 중요합니다. 버는 얇더라도 3차원 형상을 가지기 때문에 기존의 계측기에서 높이를 포함한 형상을 정확하게 측정하기 어려운 경우가 많았습니다. 이러한 버 측정에서의 과제 해결 방법은 이후에 설명하기로 합니다.

사출 성형에서 버의 발생 원인 예

• 용융 수지의 사출압에 비해 형 체결 압력이 낮다.
• 금형(수형·암형)의 결합면(분리선)의 정도가 저하되고 있다.
• 용융 수지의 유동성이 너무 높다(금형의 온도가 너무 높거나 용융 수지의 온도가 너무 높은 경우 등).
• 금형의 변형 등에 의해 틈이 비어 있다.
• 사출하는 용융 수지의 양·형 체결력·사출압의 밸런스가 무너지고 있다.
• 금형 내의 투영 면적과 형 체결력(보압력)의 밸런스가 무너지고 있다.
• 사출 성형기의 다이 플레이트가 왜곡되거나 기울어져 있습니다.

그 밖에도 다양한 원인에 의해 버가 발생합니다.

사출 성형에서의 버 대책 예

• 형 체결 압력을 높이거나 수지의 사출압을 낮게 한다.
• 금형의 결합면(분리선)이 제대로 맞도록 조정한다.
• 입자나 용접 등으로 금형을 수정하여 수형과 암형의 틈을 없앤다.
• 금형의 투영 면적에 적합한 보압을 가하여 형 체결력과의 관계를 확인하면서 조정한다.
• 금형 온도는 온도 조절기의 설정보다 높아질 수 있으므로 실제 금형 온도를 측정하면서 온도 설정을 조정한다.
• 금형 게이트 부분에서 수지의 흐름이 나쁜 경우, 과하게 수지의 온도·유동성을 높이면 수지가 분리선에서 쉽게 튀어나오므로 적정한 수지 온도를 기준으로 금형 게이트 부분의 상태를 검토하고 개선한다.

등의 대책이 유효합니다. 금형이나 성형기의 정밀도·형 체결압·금형이나 수지의 온도·압력 등 상호 관계가 있기 때문에 복합적인 체크와 수정이 대책의 열쇠가 됩니다.

불량품의 버 형상으로부터 대책을 검토한다

성형품에 발생한 버는 발생 원인에 대한 힌트도 됩니다. 금형에서 문제가 되는 부분, 예를 들어 버의 높이나 두께는 분리선의 틈새 크기나 용융 수지의 유동성을 나타내며 버의 테이퍼는 금형의 변형이나 부분적인 정밀도 저하 등을 나타냅니다.
따라서 불량품에서 버가 발생하는 부분이나 그 형상·치수를 정확하게 파악함으로써 개선·불량 재발 방지와 관련된 중요한 정보를 얻을 수 있습니다.

윤곽 형상 측정기를 이용한 버 높이·형상 측정의 과제

윤곽 형상 측정기를 이용한 버 높이 측정에는 다음과 같은 과제가 있었습니다.

• 대상 물체를 지그에 고정하거나 레벨링 등의 작업을 진행하는 데에 시간이 걸립니다. 또한 정확한 레벨링을 위해서는 윤곽 형상 측정기에 관한 지식이나 스킬이 필수적으로 요구됩니다.
• 깊은 부분에 버가 있는 경우 측정 위치에 스타일러스의 프로브를 통과시키기 어려우며, 미묘한 프로브의 어긋남이 측정값 편차의 원인이 됩니다.
• 물체가 원통형이면 최대 점을 통과하는 프로파일 선을 그리기가 어렵습니다.
• 프로브는 프로브 암 지점을 중심으로 상하 원호 운동을 하고 촉침 선단 위치는 X 방향으로도 이동하기 때문에 X축 데이터에도 오차가 발생합니다.

현미경을 이용한 버 높이와 형상 측정의 과제

현미경은 윤곽 형상 측정기와 달리 「면」으로 정보를 포착할 수 있습니다. 그리고 스테이지의 이동량으로 홈의 폭을, 초점 조정 이동량으로 깊이 방향을 측정할 수 있지만 다음과 같은 과제가 있습니다.

• 수지 성형품의 버를 대상 물체로 할 때 배율을 높일 경우, 시야가 좁아지므로 대상 물체 전체에 대한 파악이 어려워집니다.
• 또한 사람이 눈으로 측정하기 때문에 사람에 따라 측정 결과가 달라집니다.
• 측정이 주된 목적인 도구가 아니기 때문에 측정 결과를 정량화할 수 없거나 측정값의 신뢰성이 높다고는 말할 수 없습니다.

장점 1: 최고 속도 1초. 「면」으로 대상 물체 전체의 3D 형상을 일괄 취득.

「VR 시리즈」는 최속 1초, 원 샷으로 80만점의 「면」데이터를 취득할 수 있습니다. 그 정밀한 데이터에 대해 직관적인 조작으로 임의의 부분에 원주·직선·평행선·수직선 등 다채로운 프로파일 선을 그릴 수 있습니다. 정확한 프로파일 측정을 할 수 있으므로 버 발생 시의 원인 규명 등에 빠뜨릴 수 없는 상세한 데이터를 신속하게 취득할 수 있습니다.또한 측정 후에도 대상 물체를 다시 설정하지 않고 과거에 3D 스캔했던 광범위한 데이터를 이용하여 다른 부분을 프로파일 측정할 수도 있습니다.

또한 취득한 3D 형상의 최대·최소 요철(높이·깊이)을 컬러 맵으로 표현할 수 있으므로 대상 물체 전체에서 불량 부분을 알기 쉽게 가시화할 수 있습니다.
그 외에도 여러 대상 물체의 측정 데이터를 나란히 비교하거나 원하는 조건을 여러 데이터에 일괄 적응시킬 수 있습니다. 이로 인해 비약적인 공수 삭감과 업무 효율의 향상이 실현됩니다.

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장점 2: 광범위한 버 검사·측정을 쉽게 실현

버 검사에서 「 버의 최대 높이」가 필요한 상황이 종종 있습니다. 어디에서 발생한 버가 가장 높아지는지는 대상 개체에 따라 다르므로 측정하고 싶은 범위의 모든 데이터를 취득할 필요가 있습니다. 「VR시리즈」는 최대 200mm × 100mm의 넓은 범위를 측정할 수 있기 때문에 빠르고 정확하고 간단한 조작으로 버의 정점을 측정할 수 있습니다.

대상 물체를 스테이지 위에 놓고 버튼을 누르기만 하면 되는 간단한 조작으로 3D 형상의 측정을 실현했습니다. 대상 물체의 특징 데이터로부터 자동으로 위치 보정이 가능하기 때문에 엄격한 레벨링이나 위치 결정은 불필요합니다. 또 대상 물체의 크기를 판단해 측정 범위를 자동 설정·스테이지 이동하는「Smart Measurement 기능」을 업계 처음으로 탑재해 측정 길이나 Z 범위 등을 설정하는 수고를 일절 배제했습니다.

또한 풍부한 보조 툴을 사용하여 원하는 측정 내용을 직관적으로 설정할 수 있습니다.
간단한 설정은 물론 초보자도 조작하기 쉽기 때문에 측정에 익숙하지 않은 사람이라도 최고 속도 1초만에 정확하게 측정할 수 있습니다. 이로 인해 연구 개발이나 금형의 검증은 물론 양산 시의 측정·검사에서의 N수 증가나 경향 분석도 간단하게 실현합니다.

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