컨티스 툴킷

사출 냉각시간·사이클타임 계산기

최대 살두께·수지 열확산율·용융·금형·취출 온도를 넣으면 냉각시간을 계산하고, 충진·보압·형개폐 시간을 더해 사이클타임, 시간당·일 양품 수, 목표 사이클 달성 여부를 보여 줍니다. 결과는 사출품 개당 원가 계산기로 바로 넘길 수 있습니다.

계산 근거

냉각시간 = s² ÷ (π²·α) × ln{(4/π) × (용융 온도 − 금형 온도) ÷ (취출 온도 − 금형 온도)} (Ballman·Shusman 식). 열확산율 α = k ÷ (ρ·cp). 사이클 = 충진 + 보압 + max(0, 냉각 − 보압) + 형개폐·취출. 시간당 양품 = 3600 ÷ 사이클 × 가동률 × 캐비티 × 양품률. 수지 물성·취출 온도는 수지 제조사 자료를 사용자가 넣습니다. 설계 참고용 계산입니다. 최종 선정은 제조사 카탈로그와 담당 기술자 검토를 거치세요.

기준일
조선대 윤천한 사출금형설계 7장 강의자료(KOCW 2014, 냉각시간 식과 아크릴 물성 예), 2026-10-23 확인
검증
예제(살두께 2 mm, α 0.12 mm²/s, 240/60/85℃ → 냉각 7.48 s; 아크릴 k 0.2093·ρ 1.19·cp 1.4644 → α 0.1201 mm²/s) 손 계산과 대조
최종 검토
2026-10-23 · CONTIS 툴킷 편집팀
함께 쓰는 양식

자주 묻는 질문 (FAQ)

냉각시간은 어떤 식으로 계산하나요?
Ballman·Shusman 식 냉각시간 = s² ÷ (π²·α) × ln{(4/π) × (용융 − 금형) ÷ (취출 − 금형)}을 씁니다. s는 최대 살두께, α는 수지 열확산율입니다. 조선대 윤천한 사출금형설계 강의자료(KOCW) 7장에 실린 식입니다. 평판 두께 방향 1차원 열전도를 풀어 첫 항만 남긴 근사식이라 두께 방향 냉각이 지배적인 얇은 성형품에 맞습니다.
열확산율은 어디서 구하나요?
α = k ÷ (ρ × cp)입니다. 열전도율 k(W/m·K), 밀도 ρ(g/cm³), 비열 cp(J/g·K)를 수지 제조사 데이터시트에서 찾아 '물성으로 계산'에 넣으면 mm²/s로 바로 나옵니다. 강의자료의 아크릴 예는 k 0.18 kcal/m·hr·℃(0.209 W/m·K), ρ 1.19, cp 0.35 cal/g·℃(1.464 J/g·K)로 α ≒ 0.120 mm²/s입니다. 수지마다 값이 다르므로 다른 수지는 반드시 실제 물성을 넣으세요.
취출 온도는 몇 도로 넣나요?
성형품이 밀려 나올 때 변형되지 않는 온도입니다. 강의자료는 성형품 열변형온도를 쓰고 수지 제조사에 문의하라고 안내합니다(아크릴 예 85℃). 데이터시트의 열변형온도(HDT)나 제조사 권장 취출 온도를 넣으세요. 취출 온도를 높게 잡을수록 냉각시간이 짧아지지만 변형 위험이 커집니다.
검산 예제가 있나요?
살두께 2 mm, α 0.12 mm²/s, 용융 240℃·금형 60℃·취출 85℃면 4 ÷ (π² × 0.12) = 3.377, ln(4/π × 180/25) = ln 9.167 = 2.216이라 냉각시간은 약 7.48초입니다. 이 도구의 처음 값이 이 예제입니다.
보압 시간을 냉각시간에 넣는 이유는 무엇인가요?
충진이 끝나면 금형 벽에 닿은 수지는 이미 식기 시작하고, 보압 중에도 냉각은 계속됩니다. 그래서 계산한 냉각시간에서 보압 시간을 뺀 값을 사출기 냉각 타이머의 출발점으로 쓰곤 합니다. 회사 기준이 다르면 체크를 끄면 냉각시간 전체를 보압 뒤에 따로 더합니다. 이 선택은 사이클 구성 방식의 가정이며 실제 값은 시사출로 확인하세요.
계산값보다 실제 사이클이 길거나 짧은 이유는 무엇인가요?
식은 금형 표면 온도가 일정하다고 보지만 실제 금형은 냉각 회로 배치·냉각수 온도·유량에 따라 국부적으로 더 뜨겁습니다. 또 보스·리브처럼 두꺼운 곳이 있으면 그곳이 사이클을 정합니다. 계산값은 설계 단계 견적용 출발점으로 쓰고, 양산 사이클은 시사출 실측으로 확정하세요.
사이클을 줄이려면 무엇부터 보나요?
냉각시간이 살두께 제곱에 비례하므로 가장 두꺼운 곳을 얇게 하는 설계 변경이 가장 큽니다. 그다음은 금형 온도·냉각 회로 개선, 형개폐·취출 동작 단축 순입니다. 결과의 다음에 할 일에 살두께 0.5 mm, 금형 온도 10℃, 형개폐 1초를 바꿨을 때의 효과를 같이 보여 줍니다.
이 결과로 원가나 사출기 톤수도 볼 수 있나요?
결과 아래 링크를 누르면 사이클·캐비티·양품률·가동률이 사출품 개당 원가 계산기에 그대로 채워집니다. 캐비티 수에 맞는 형체력은 사출 형체력·사출기 톤수 계산기, 건조기 용량은 수지 건조 호퍼 용량 계산기, 금형 쇼트 수명은 금형 샷수·잔존수명 관리 계산기에서 이어 보세요.

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