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열성형 (Thermoforming)

쉽게 풀면

플라스틱 판을 말랑해질 때까지 데운 뒤 금형 위에 올리고 공기를 빼내면, 대기압에 눌려 시트가 금형 모양대로 늘어붙습니다. 식으면 그 형상을 유지합니다. 압축공기나 플러그로 눌러 성형하기도 합니다. 금형이 한쪽만 필요해 설비비가 낮은 것이 특징입니다.

왜 중요한가

식품 포장 용기, 욕조, 차량 내장 트림처럼 얇고 큰 제품을 적은 초기 비용으로 만들 수 있어 다품종 소량 생산에 적합합니다. 가열·연신 과정에서 두께가 얇아지는 정도를 예측하는 것이 연구와 설계의 핵심 과제입니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

깊은 모서리에서 지나치게 얇아지는 문제를 보조 장치로 줄였다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

시트가 금형에 먼저 닿는 부분은 식으면서 더 이상 늘어나지 않고, 나중에 닿는 부분이 계속 늘어나 얇아지므로 두께가 불균일해집니다. 깊이를 폭으로 나눈 연신비가 클수록 이 문제가 심해져 플러그 어시스트, 예비 팽창 같은 보조 기법을 씁니다. 성형 온도는 재료의 유리전이온도와 용융 거동 사이의 좁은 창에서 관리하며, 결정성 수지는 그 창이 더 좁습니다. 성형 후 남은 잔류 배향은 재가열 시 원래 시트로 되돌아가려는 수축을 일으킵니다.

주의할 점

열성형은 시트를 늘려 형상을 만드는 공정이라 두께를 자유롭게 설계할 수 없고, 리브나 보스 같은 형상은 만들 수 없습니다. 블로우 성형이 튜브를 부풀려 밀폐된 중공품을 만든다면, 열성형은 평평한 시트로 열린 형상을 만듭니다.

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