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제목 열성형기 - 열성형기의 성능 극대화를 위한 관리 팁
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2021/08/05 17:40

열성형기

열성형기의 성능 극대화를 위한 관리 팁

 

정기적으로 몇 가지 조정작업만으로도 열성형기의 성능을 크게 향상시킬 수 있다. 이와 관련한 팁과 열성형 공정에서 빈번하게 발생하는 문제 해결에 가장 중요한 10가지 점검항목을 소개한다.

 

유지관리에 주의를 기울이고 정기적으로 조정작업을 해주면서 문제가 발생될 때 적절한 해결책을 결합해주면 장비의 수명 전반에 걸쳐 열성형기계의 성능을 높은 수준으로 유지할 수 있다. 또한 코로나19 확산 최소화를 위한 여행 및 건물 내 집합 인원 제한 때문에 장비 제조사의 유지관리 인력이 현장에 설치된 장비에 대한 접근이 이전보다 어려워졌기 때문에 장비 가동 책임자가 직접 해야 하는 조정작업이 그 어느 때보다 중요해졌다.

하지만 너무 걱정하지 않아도 된다. 정기적으로 몇 가지 조정작업만 해줘도 열성형 성능을 크게 향상시킬 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 문제가 발생했을 때는, 10가지 발생가능 문제 및 그 솔루션에 대한 체크리스트를 활용하면 심각한 열형성 관련 문제를 제외하고는 거의 모든 문제 해결에 도움을 얻을 수 있다. 이 정보를 잘 활용하기만 해도 가동자는 원활하게 장비를 유지관리하고 하루하루 그리고 해가 지나도 변함없이 원활한 기계작동을 유지할 수 있다.

레일 조정

 

기본이 되는 레일 조정작업은 열성형 장비의 수명 전반에 걸쳐 최상의 성능을 보장하고 여러 가지 문제발생을 미연에 방지하는 데 도움이 된다. 이와 관련해 정기적으로 해야 하는 몇 가지 주요 조정작업이 있다. 이 작업들은 성능 상의 문제 발생 방지를 위해 대부분의 작업자가 기대하는 것보다는 더 자주 해주는 것이 좋다.

첫째, 작업자는 정기적으로 레일 및 툴의 정렬을 확인하고 필요에 따라 작은 범위의 조정을 해줘야 한다. 레일은 금형과 평행하게 시작해야 하고, 레일과 금형 사이에는 각 측면마다 3/8~1/2 인치 정도의 간극이 필요하다. 레일이 금형에 너무 가까우면 금형 및 체인 레일에 손상이 발생할 수 있다. 이 정렬과 관련해서 문제가 흔히 발생하므로, 장비 성능 상의 문제로 확대되기 전에 확인하고 조정해야 한다.

관심이 필요한 또 다른 조정작업은 냉각튜브 높이 설정이다. 특히 시트 원단이 주기적으로 바뀌는 경우에는 더 큰 관심이 필요하다. 일반적으로 통용되는 규칙은 냉각튜브의 높이를 시트 원단 두께에 0.020~0.030인치를 더한 값으로 설정한다. 하지만 0.030인치 미만의 얇은 시트 원단을 사용하는 경우에는 냉각튜브에 이렇게 큰 간격으로 값을 설정하면 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 이렇게 시트 원단이 얇을 때에는 시트 원단의 두 겹 두께만큼 냉각튜브 높이를 설정하는 것이 좋다. 냉각튜브 높이를 너무 높게 설정하면, 시트 원단이 핀 체인에서 들어올려져 접히면서 시트에 웹(webs)이라 부르는 주름(ripples, 리플)이 발생할 수 있다. 또 냉각튜브를 너무 낮게 설정하면 과도한 항력이 생겨 분진이 발생한다.

끝으로, 안정적인 장비 성능 유지를 위해 체인 조정이 필요하다. 일정하지 않은 간격으로 발생하는 체인의 마모와 늘어짐은 샷의 정렬 및 트래킹에 문제를 일으킬 수 있다. 이 같은 마모와 늘어짐은 시간이 지남에 따라 자연스레 발생하며, 시트가 고르지 않게 당겨지거나 녹아서 더 악화될 수 있다.

체인의 장력 또한 정기적으로 확인해야 한다. 두 개의 체인 장력이 동일하도록 조정해야 한다. 체인의 장력이 너무 느슨하면 주름 및 정렬 문제가 있을 수 있다. 또한 장력이 너무 강하면 스프로킷(sprockets)과 웨어 바(wear bars)에 과도한 마모가 발생할 수 있다.

기계적 장력 유지장치(tensioner)는 공압식에 비해 장력을 일정하게 유지하는 능력이 떨어지지만, 공압식 장치도 적절한 점검을 해주지 않으면 장력을 고르게 유지하지 못할 수 있다. 늘어짐이나 마모 발생 시 필요하면 체인을 교체해야 한다. 그리고 둘 중 하나의 체인이 교체가 필요한 경우에도 일관된 장력 유지를 위해 두 개 모두 한꺼번에 교체해야 한다.

문제해결이 필요한 자주 발생하는 이슈

 

위에서 설명한 레일 조정작업이 이루어졌다 해도 숏마다의 정렬에 불량이 발생할 수 있다. 장비 제조사의 기술지원 인력이 장비를 직접 수리하거나 유지관리 하기 위한 출장 방문이 어려운 요즘 같은 때에는 이런 사안이 발생했을 때 문제해결을 위한 체크리스트를 준비해두면 대응에 도움이 될 수 있다.

다음은 열성형 공정에서 정렬 불량 및 기타 빈번하게 발생하는 문제를 해결하기 위한 가장 중요한 10가지 점검 항목 리스트다.

 

냉각 튜브(Cooling Tubes)

냉각튜브 높이가 시트 원단 높이의 두 배, 또는 두꺼운 시트 원단의 경우는 시트 두께에서 최대 0.020~0.030인치 높게 해준다. 이 값의 조절은 체인의 상단과 냉각튜브 사이의 거리를 기준으로 한다.

 

피어스 휠(Pierce Wheels)

시트가 핀 아래로 쭉 밀려들어 갈 수 있도록 체인 레일의 인피드(infeed) 부위 피어스 휠을 설정한다. 이렇게 하면 시트가 올바르게 자리를 잡아, 체인이나 새들(saddle), 가이드바(guide bar) 등에 불필요한 응력이 가해지는 것과 조기 마모를 막을 수 있다.

 

간극(Clearance)

툴의 가장자리에서 체인까지의 거리를 각 측면 당 최대 1/2인치 이하로 유지하고, 체인 레일의 체인 조절 볼트 헤드와 성형 툴 측면 사이의 간격에 주의를 기울일 것. 다소 두꺼운 시트는 허용가능 오차가 더 넓다. 하지만, 수축 값이 높은 시트이거나 또는 캐비티 수가 많은 경우에는 반드시 이 간극을 좁게 만들어 줘야 한다.

 

체인 레일의 평행 유지(Parallel Chain Rails)

장비 가동 개시시점에 체인 레일이 성형 툴과 평행을 이루도록 해줘야 한다. 성형 툴의 바깥쪽 각 측면에서 레일 위의 체인까지 3/8~1/2인치 간극이 있어야 한다. 체인 레일은 성형 스테이션 안정장치(form station stabilizer)에서 기계의 출구 끝까지 평행하도록 설정해야 한다. “V” 형태가 필요한 경우 2인치를 초과해서는 안 되며, 기계의 인피드에서 인피드 성형 스테이션 안정장치 로드까지로만 국한해야 한다. 금형에서 기계의 출구 끝단부까지는 평행 체인 레일이 필수적이다.

 

체인 늘어짐(Chain Stretch)

체인은 시간이 지남에 따라 늘어나거나 마모되기 마련이다. 이를 확인하려면 먼저 각 체인의 동일한 지점에서 특정 수의 링크(예: 60)를 측정한다. 심지어 약간이라도 차이가 있는 경우, 그것은 늘어짐이 발생했을 가능성이 높다. 다음으로 레일에서 체인을 모두 제거하고 체인을 바닥에 놓고 체인을 서로 마주보고 있는 체인에 핀을 배치해 체인이 똑같이 단단히 당겨졌는지 확인한다. 체인을 측정하고 다른 체인보다 길거나 핀이 정렬되지 않는 경우 둘 다 교체한다.

 

스트리퍼판의 위치(Stripper Plate Location)

스트리퍼판은 스트로크 할때, 즉 분리판이 시트라인 아래까지 확장되면 안 된다. 플레튼이 후퇴할 때 스트로크가 이루어져야 하기 때문이다. 스트리퍼판이 시트를 제자리에 고정해줘야 시트가 캐비티를 벗어날 때 거의 움직임이 없는 것처럼 보여야 한다. 만일 시트가 위쪽으로 굽어 금형에서 성형품을 분리시키기 어렵게 만드는 경우에는 스트리퍼판의 조정이 필요할 수도 있다.

 

출구 팬 위치(Exit Pan Location)

레일 사이에 그리고 툴 다음에 자리한 출구 팬은 시트 라인에 맞추어야 한다. 팬은 금형으로부터 인덱싱해 나올 때 시트가 처지지 않도록 설정해야 한다. 특히 두께가 얇은 시트의 경우 시트 팬의 위치가 낮아져 시트가 팬을 붙들지 못하고 대신 걸리는 경우에 문제가 자주 발생한다.

 

시트 배향(Sheet Orientation)

시트 배향이 문제를 일으킬 수 있다. 이를 점검하기 위해서는 시트를 각 6인치 정사각형으로 잘라 400°F(204°C) 뜨거운 식용유에 담그거나 400°F(204°C) 오븐에 넣는다. 시트가 가열된 다음 차가운 상태의 시트와 가열된 시트를 인덱스 방향과 인덱스를 가로지르는 방향 모두에서 치수 차이를 측정한다. 10%이상 차이가 나는 시트 배향에서는 문제가 발생할 수 있다.

 

적절한 냉각(Proper Cooling)

금형에서 냉각이 적절히 이루어지지 않으면 값비싼 대가를 치러야 하는 문제로 이어질 수 있다. 금형의 냉각 채널이 막혔거나, 성형 라인을 너무 빨리 가동하거나, 용량이 못 미치는 열교환기나 냉각기를 사용했을 때 이런 금형 냉각 불량이 발생할 수 있다. 냉각 문제가 발생하고 있는지 여부를 확인하는 한 가지 방법은 적외선 온도측정 건으로 웹 온도를 확인하는 것이다. 시트의 전면, 중간 및 뒷면 간의 온도 차이가 5°F(2.77°C)를 초과하면 안 된다.

 

체인 레일의 중앙 잡기(Centering Chain Rails)

레일이 중앙에 제대로 자리잡고 있는지 확인해야 한다. 중심선 바(centerline bars) 또는 플레튼의 키 웨이(platen key ways)을 사용해 열성형기를 관통하는 끈으로 중심선을 표시해주는 방법이 있다. 모든 조정 나사들과 중심선의 거리가 동일하도록 해주면 된다. 

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