인서트 초음파 용착이란!

인서팅(INSERTING)

열가소성 수지에 너트나 볼트를 초음파 진동을 이용하여 수지 속으로 밀어 넣는 것을 인서트라고 한다. 즉, 초음파 진동이 혼에 의해 금구로 전달되면 금구의 표면과 플라스틱의 마찰이 발생되어 용융되고, 압력을 가하면 금구가 매입되고 금구 표면에 가공된 홈, 앰버, 널링에 용융 물이 차 들어가 냉각된 후에 금구가 견고하게 고정되어 인발력 또는 회전 토크에 강하게 된다.

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1. 인서트 사출과 비교 시 장점

1) 사출 시 금구의 투입이 없어 안전하고 전체 사출 시간이 줄어 생산성이 높다.

2) 금형 손상 및 제품의 표면 손상이 없다.

3) 금형 제작비용이 절감된다.

4) 금구 주위의 내부응력이 적다.

5) 도금 부품은 도금 후에 인서트가 가능하다.

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2. 설계 시 고려할 점

1) 인서팅할 구멍은 8˚ 정도의 기울기를 가져야 한다. 왜냐하면 금구의 빠르고 정확한 위치 정렬과 용융량

의 최소화로 내부응력을 최소한으로 줄일 수 있고 사출 시 금형에서 용이하게 이탈할 수 있도록 하기

위함이다.

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2) 인서트 구멍이 직선 구멍일 때 금구보다 0.4~0.5㎜ 정도 작아야 한다.

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3) 금구는 3부분으로 나누어져 있고 그 치수는 인서트 구멍과 비교하여 정한다.

 

첫 번째 부분 : 금구를 구멍에 정렬할 수 있게 잡아주는 LEAD IN 부로 구멍에 쉽게 들어갈 수 있도록

치수를 정해야 하고,

두 번째 부분 : 수평으로 홈을 가공하여 인발력에 저항할 수 있는 UNDER CUT 부로 구멍 크기보다 1㎜

정도 작아야 하고

세 번째 부분 : 수직으로 홈을 가공하여 회전 토크력에 저항할 수 있는 INTER-FERENCE 부로 구멍보

다 0.4㎜ 정도 커야 한다.

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4) 금구보다 구멍의 깊이는 약 0.8㎜ 더 깊어야 하는데 이유는 구멍 반대편의 수축을 막기 위한 것이다.

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5) 인서트 할 보스의 외경은 보통 금구의 직경의 2~3배 정도가 되어야 한다.

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6) 수지에 따라서 인서트 구멍의 벽 두께 치수가 다르다.

- ABS 경우 2.5㎜는 안심할 수 있는 두께이고 2.0㎜까지는 가능하다.

- PC 경우 금구의 크기가 직경 10㎜일 때, 2.0㎜ 정도의 두께 면 충분하다고 하는데 정확한 데이터는

없다.

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7) 금구의 길이는 금구 직경의 1~1.5배로 한다.

인서트 용착 예

3. 인서트 작업 시 고려할 점

1) 녹기 전에 초기에는 높은 부하가 걸리므로 출력이 충분하여야 한다.

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2) 경질강 혹은 카바이트 코팅을 하여 마모를 줄여야 한다. 가능한 한 혼의 커플링 효과를 줄이려면 혼의

면적은 금구의 3~4배의 직경을 가져야 한다.

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3) 혼이 금속인 금구와 접촉을 하므로 진동자 보호회로가 용착기에 설치되어야 한다. 이것은 진동자의 보

호를 위해 필요하다.

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4) 인서트의 깊이를 조절하기 위해 기계적인 방법이나 전기적인 방법을 사용해 혼의 이동을 멈추어야 한

다.

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5) 금구에 혼이 닿기 전에 초음파를 발생시켜 매우 작은 금속재에 대한 압의 영향을 없애주고, 금구가 크

거나 여러 개를 동시에 인서팅할 경우 오버로드를 일으키는 초기 과부하의 영향을 없애준다.

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6) 저 진폭 (15~20㎛, 0-P), 저압 (15~40psi, 1-3bar)으로 작업을 한다.

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7) 금구의 윗부분은 최대 인발 강도와 회전 토크를 얻기 위해 표면에 약간 올라와야 한다.

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8) 금구 반대편인 플라스틱 부분에서 초음파를 가하여 인서트 작업을 할 때 소리가 적고 혼의 마모를 방지

할 수 있다.