친환경 포장의 주류 대표 주자로서 펄프 몰딩은 브랜드 소유주들에게 선호받고 있습니다. 펄프 몰딩 제품의 생산 과정에서 금형은 핵심 부품으로서 높은 기술적 요구 사항, 대규모 투자, 긴 사이클 및 연구 개발 설계의 높은 위험을 가지고 있습니다. 그렇다면 펄프 몰딩 금형 설계의 핵심 포인트와 주의 사항은 무엇일까요? 다음은 포장 구조 설계 관점에서 경험을 공유하며 펄프 몰딩 금형의 설계 논리를 탐구해 보겠습니다.

I. 성형 금형
구조 구성: 펀치, 다이, 스크린 금형, 금형 베이스, 금형 후면 캐비티 및 공기 챔버로 구성되며, 그중 스크린 금형이 금형의 주요 부분입니다. 스크린 금형은 직경 0.15-0.25mm의 금속 또는 플라스틱 와이어로 짜여져 독립적으로 형성될 수 없으므로 금형 표면에 부착되어 공동 작업을 수행해야 합니다.

후면 캐비티 설계: 금형 베이스에 비해 금형 후면 캐비티는 금형의 작업 표면과 완전히 동기화된 특정 두께와 모양을 가진 캐비티입니다. 펀치와 다이는 특정 벽 두께를 가진 쉘이며, 금형의 작업 표면은 균일하게 분포된 작은 구멍을 통해 후면 캐비티에 연결됩니다.

설치 및 작동 원리: 금형은 금형 베이스를 통해 성형기의 템플릿에 설치되며, 공기 챔버는 템플릿의 다른 쪽에 설치됩니다. 공기 챔버는 후면 캐비티에 연결되어 압축 공기 및 진공을 위한 두 개의 채널이 제공됩니다.

II. 성형 금형
성형 금형은 형성된 습식 종이 블랭크를 직접 가공하고 가열, 가압 및 탈수 기능을 갖는 금형입니다. 성형 금형으로 제조된 제품은 매끄러운 표면, 정확한 치수, 견고함 및 우수한 강성을 갖습니다. 일회용 식기는 주로 이 종류의 금형으로 생산됩니다. 산업 포장의 경우, 펄프 몰딩 제품이 소형 품목의 작고 정밀하며 다층 위치 지정 포장 부품에 사용되는 경우에도 성형 금형을 통해 제조해야 합니다.

구조 및 공정: 성형 금형에는 펀치, 다이, 스크린 금형 및 가열 요소가 포함됩니다. 스크린 금형이 있는 펀치 또는 다이에는 배수 및 배기 구멍이 제공됩니다. 작동 중에는 습식 종이 블랭크를 먼저 성형 금형 내부에 눌러 물의 20%를 짜냅니다(이때 습식 종이 블랭크의 수분 함량은 50-55%입니다). 그런 다음 나머지 물은 금형 내부에서 가열 후 기화되어 배출됩니다. 습식 종이 블랭크를 누르고 건조 및 성형하여 제품을 형성합니다.

혁신적인 설계: 기존 성형 금형의 스크린 금형은 빈번한 압출 중에 쉽게 손상되어 제품 표면에 스크린 자국을 남깁니다. 디자이너는 구리 기반 구형 분말 야금 기술을 통해 스크린이 없는 금형을 개발했습니다. 2년간의 구조 최적화 및 분말 입자 크기 선별 후, 생산된 스크린이 없는 성형 금형의 수명은 스크린 금형의 10배이며, 비용은 50% 감소하고, 생산된 종이 제품은 높은 정밀도와 매끄러운 내외부 표면을 갖습니다.

III. 열간 압착 금형
습식 종이 블랭크가 건조 후 변형되거나 제품의 외관 정밀도가 높아야 하는 경우 열간 압착 금형으로 성형해야 합니다. 이 종류의 금형은 가열 요소가 필요하지만 스크린 금형은 필요하지 않습니다. 성형할 제품은 건조 과정에서 25-30%의 수분 함량을 유지하여 성형을 용이하게 해야 합니다.

기술 최적화: 실제 생산에서 수분 함량을 제어하기 어렵기 때문에 한 제조업체는 스프레이 열간 압착 금형을 설계했으며, 성형이 필요한 부품에 해당하는 금형에 스프레이 구멍이 배치됩니다. 건조된 제품을 성형 금형에 넣은 후, 스프레이 구멍을 통해 제품에 스프레이 열간 압착을 수행하며, 이는 원리적으로 의류 산업의 스프레이 다리미와 유사합니다.

IV. 이송 금형
이송 금형은 전체 공정의 마지막 작업 스테이션이며, 주요 기능은 제품을 일체형 보조 금형에서 수납 트레이로 안전하게 이송하는 것입니다. 이송 금형의 경우, 구조 설계는 가능한 한 단순해야 하며, 제품이 금형 표면에 부드럽게 흡착될 수 있도록 균일하게 분포된 흡입 구멍이 있어야 합니다.

V. 트리밍 금형
펄프 몰딩 제품을 깨끗하고 아름답게 만들기 위해 외관 요구 사항이 높은 제품에는 트리밍 공정이 제공됩니다. 트리밍 금형은 펄프 몰딩 제품의 거친 가장자리를 트리밍하는 데 사용되며, 가장자리 절단 금형이라고도 합니다.

설계 핵심 요약

재료 선택: 제품의 사용에 따라 내마모성 및 우수한 열전도성 재료(예: 구리 기반 합금, 스테인리스 스틸)를 선택합니다. 스크린이 없는 금형의 분말 야금 기술은 수명을 향상시킬 수 있습니다.

구조 최적화: 금형의 작업 표면과 후면 캐비티 사이의 연결 설계, 배수 및 배기 효율에 주의합니다. 열간 압착 금형은 가열 균일성과 수분 함량 제어의 균형을 맞춰야 합니다.

공정 적응: 성형 및 열간 압착 금형은 건조 공정 매개변수와 일치해야 합니다. 이송 금형은 흡착력의 균형을 보장해야 하며, 트리밍 금형은 절단 가장자리의 정확성을 보장해야 합니다.

비용 관리: 모듈식 설계 및 재료 대체(예: 분말 야금)를 통해 금형의 개발 및 유지 관리 비용을 절감합니다.

펄프 몰딩 금형의 설계는 기능성, 내구성 및 경제성의 균형을 맞춰야 하며, 스크린이 없는 금형 및 스프레이 열간 압착과 같은 혁신적인 기술은 산업을 고효율 및 정밀도로 발전시키고 있습니다.