제3장 잘못된 게이트위치

게이트의 위치는 플로우 선단 프로파일(flow front profile)과 체류 압력의 효과성, 그리고 결과적으로 성형 부품의 강도 및 기타 물성에 결정적이다.
게이트의 위치는 대개 설계자와 성형 제작자가 정하기 때문에, 이 자료는 이 사람들을 특히 염두에 두고 작성하였다.  그렇지만, 예측 가능한 문제점들을 방지하기 위해서는, 사출 성형업체도 계획 단계부터 참여하여야 한다.

게이트의 위치를 잘못 정한 경우 예상되는 부작용

그렇지 않으면 잘 설계되었을 결정성 엔지니어링 폴리머로 만든 부품의 물성이 게이트의 위치가 올바르지 않아서 나빠질 수 있다.  이는 다음 증상을 통해 명확해질 것인데, 이는 비강화 유형 수지뿐만 아니라 강화 유형 수지에도 적용된다. flow front profile로 인한 융착부(weld line)와 갇힌 공기가 부품의 표면 마감과, 섬유 강화 재료인 경우 특히, 기계적 특성에 영향을 줄 수 있다.  변경(modifying)공정의 조건은 이러한 고려사항에 영향을 주지 않는다.

게이트가 성형품의 얇은 부분에 위치하는 경우 성형품의 두꺼운 벽으로 된 부분에 패인 곳과 공동이 형성된다. 얇은 벽으로 된 부분보다 재료가 빨리 결정화되므로 체류 압력 시간이 더 길어야 하는 두꺼운 벽으로 된 부분에는 더 이상 용융수지을 공급할 수 없다(다이어그램 참조).  광학적 및 기계적 문제점 이외에도, 그 부분의 수축이 증가되어 비강화 등급의 경우에도 휨을 초래할 수 있다.

게이트가 너무 적고 위치가 적당하지 않은 경우, 플로우의 거리(flow distance)가 너무 길어지고 사출 충진 압력이 너무 높아질 수 있다. 가용한 성형 잠금력(mould locking force)이 불충분하거나 점성이 낮고 너무 느리게 결정화되는 폴리머를 사용하고 있는 경우, 이로 인해 바리(flash) 형성이 증가될 수 있다.  게다가, 공정 '창'이 매우 한정되어 있어서, 더 이상 성형 조건은 통해 내구성(tolerance)을 미세조정할 수 없다.

게이트의 최적 위치를 위한 권장사항

• 항상 벽면 두께가 가장 큰 부위에 게이트를 두려고 한다
• 매우 압력을 받는 부분 근처에 게이트가 있어서는 안된다.
• 가능하면, 특히 강화 성형 화합물의 경우, 긴 부품의 게이트는 가로지르거나 중앙에 두는 대신 세로로 두어야 한다.
• 2개 이상의 성형 캐비티가 있는 경우, 스프루에 대해 대칭으로 부품을 배열하고 게이트를 두어야 한다.
• 우수한 가동 특성을 얻기 위해서, 기어휠(gear-wheel), 디스크(disc), 추진기(impeller) 등과 같이 축에 대해 대칭인 부품들은 격벽 게이트를 사용하여 중앙에 게이트를 두거나, 3단 성형이 있는 다중 게이트를 사용해야 한다.
• 중요한 연결부위를 포함하는 부품은 융착부가 연결부위로부터 떨어지도록 게이트를 두어야 한다.
• 컵 모양 부품(예를 들면 소규모 틀(housing), 응축기(capacitor), 컵 등)은 공기가 갇히지 않도록 바닥 근처에 게이트를 두어야 한다.
• 튜브형 부품의 경우, 한 쪽 끝의 둥근 부분을 용융수지로 채운 다음 튜브 자체 길이를 채워야 한다.
  이렇게 하면 비대칭적 플로우 선단 프로파일(flow front profile)을 방지할 수 있다.
• 코어 핀(core pin), 용융된 코어, 기타 금속 삽입물 (metal inserts) 주위에 성형물을 삽입할 때, 삽입물이 잘못 들어가는 것을 최소화하기 위해 용융수지가 삽입물 주위를 원형으로 흐르도록 해야 한다.
• 게이트 표시같은 눈에 보이는 흠이 없어야 하는 노출된 표면은 사출기 핀에 터널 게이트를 사용하여 유입시킴으로써 게이트가 이면으로 오게 할 수 있다.
• 가능한 한 충진 중 잠깐이라도 플로우 선단 멈춤(flow front stopage)(복잡한 성형품, 다양한 모양의 멀티 캐비티 금형 등)이 일어나지 않도록 게이트의 위치를 정해야 한다.

이러한 권장사항이 전체 응용 범위를 모두 포괄할 수 없는 것은 분명하다. 성형의 복잡성에 따라 항상 조정이 필요하다.  그럼에도 불구하고, 계획 단계에서 가능한 한 여기서 논의한 권장사항을 고려해야 한다.그러한 상황에서 가상 금형 충진 실험이 큰 도움을 줄 수 있다.