폴리스티렌 수지는 대개 스크류 형태 기계에서 사출 성형됩니다. 단 예외적인 경우 (예: 마블 효과가 있는 성형품) 특수 스크류 또는 플런저를 장착한 사출 성형 기계를 차용합니다.
폴리스티렌의 비결정성 구조로 인해 폴리스티렌 수지는 넓은 가공 범위뿐만 아니라 낮은 변형과 낮은 수축율을 가집니다.
스크류 구조
일반적인 범용 스크류를 사용할 수 있습니다. 16:1 ~ 20:1의 L:D 비와 표 5에 나타난 특징을 가진 3부분의 스크류를 사용할 경우 좋은 결과를 얻습니다. 더 긴 스크류가 펠렛을 더 균일하게 가소화시키지만, 동시에 실린더 내 용융수지의 체류 시간을 증가시킵니다.

역류방지 밸브
안정된 잔량 효과와 배압을 보장하는 유일한 신뢰할만한 수단은 사출 및 보압 단계에서 용융수지가 스크류 노즐로부터 후면으로 역류하지 않도록 역류방지 밸브를 설치하는 것입니다. 유동이 용이한 설계가 가능하므로 역류방지 밸브는 정밀 부품 제조 시 원칙적으로 항상 사용되어야 합니다. 그러나 스크류는 사출 중 회전을 허용치 않습니다. 왜냐하면 회전할 경우 기계에 손상을 야기시킬 수 있기 때문입니다.
노즐
폴리스티렌은 예를 들면 나일론 용융물보다 더 점성이 강하므로, 오픈 노즐을 사용할 수 있습니다. 오픈 노즐은 양호한 흐름을 가능케 하는 매우 단순한 구조상의 이점을 제공합니다.
배압이 높고 코브웨빙을 피하고 두꺼운 두께를 가진 성형품을 생산하기 위해 셧오프 장치를 가진 노즐을 권장합니다.
두께가 두꺼운 사출품은 몇 분인가의 긴 사이클 시간을 필요로 합니다. 이러한 경우, 사출 성형물이 노즐 구멍으로부터 완전히 제거되지 않는 경우, 제거되지 않은 합성물은 그곳에서 과도하게 냉각하게 되고 다음 사출 시 스트릭 등 줄무늬를 야기하게 될 수 있습니다. 최상의 결과는 기계적으로 또는 유압적으로 작동되는 니들 밸브를 가진 노즐에 의해 제공됩니다. 하지만 이 경우에는 노즐부에서의 압력 감소가 상당할 수 있습니다.
게이트 및 몰드 설계
원칙적으로 모든 일반적인 게이트 유형이 사용 가능합니다. 게이트 단면은 줄무늬, 탄 자국, 기공, 수축을 야기할 수 있는 불필요하게 높은 용융 온도와 사출 압력을 피하기 위해 충분히 커야 합니다. 게이트 및 금형 설계를 위한 VDI 2006 가이드라인은 또한 폴리스티렌 수지에 적용 가능합니다.
이형
대체로, 폴리스티렌은 어려움 없이 이형될 수 있습니다. 한 쪽면의 1:100 또는 0.5 º의 구배는 충분히 큰 빼기 구배입니다. 사실, 이형방향의 금형면에 광택이 있으면, 0.15 º의 빼기 구배로도 충분히 이형할 수 있습니다.
인서트 사용
금속 인서트는 폴리스티렌의 부드러운 흐름을 방해하지 않으나, 이들은 성형품 내부 응력을 피하기 위해 금형에 삽입될 떄 80 ~ 120ºC로 가열되어 있어야 합니다. 금속 인서트는 윤활유를 완전히 제거하고 연삭 가공 모서리, 원주형 그루브, 또는 그와 유사 형태로 금형 내에 완벽히 부착되도록 하여야 합니다. 금속 모서리는 잘 마무리되어야 합니다.
금형 온도 조절
잘 설계된 금형 온도 제어 시스템은 매우 중요합니다. 왜냐하면 효과적인 금형의 표면온도는 외관 (광택, 흐름선의 부재), 용접선의 강도, 변형 및 수축에 대한 저항성, 그리고 치수 오차에 있어 중요한 영향을 미치기 때문입니다.
일반적인 요구사항에 따르면, 10 ~ 70ºC의 온도가 보편적입니다. 짧은 사이클 시간으로 생산되어야 하는 매우 얇은 두께를 가진 부품 또한 10ºC 이하의 금형 표면 온도에서 사출 성형될 수 있습니다. 더 낮은 금형온도에서는 염류용액을 냉각재로 사용해야 합니다.
성형품의 변형에 대비하는 수단 중 하나로 금형 양면의 온도를 달리하여 냉각하는 방법이 있습니다.
사출 온도
폴리스티렌은 보통 180 ~ 260ºC 사이의 용융 온도에서 사출 성형될 수 있습니다. 용융 온도는 특히 내충격 폴리스티렌 (GPPS, HIPS) 수지의 경우 최종제품의 충격강도에 큰 영향을 미칩니다.
실린더에서의 용융 체류 시간이 상대적으로 긴 경우, 용융 온도는 적정범위의 상단 또는 이를 초과하지 않아야 합니다. 왜냐하면 그렇지 않을 경우 수지의 열화와 잔류 SM함량이 증가를 초래할 것이기 때문입니다 (그림 39). 열 열화는 은조 또는 탄화 자국으로 알 수 있습니다. 색상의 변화 또한 발생할 수 있습니다. 용융 수지 온도는 퍼징후 온도계를 삽입하여 가장 잘 측정할 수 있습니다.

공급 특성
폴리스티렌의 공급 특성은 스크류 구조와 회전 속도, 배압, 가소화부, 공급부의 온도 설정, 그리고 펠렛의 모양과 첨가제의 영향(외부 윤활 여부)을 받습니다.
대체로, 폴리스티렌은 높은 스크류 속도에서도 열 열화 없이 일정하게 가소화될 수 있습니다. 보통 가소화 용량은 온도가 상승함에 따라 증가합니다.
대개 가소화 배럴의 개개의 가열부는 동일 온도로 설정할 수 있습니다. 그러나 가공 온도가 적정범위의 상단에 있거나 사이클 시간이 길면 첫 번째 가열부 (호퍼 근처)의 온도는 조금 더 낮은 온도로 설정해야 합니다. 이는 공급부에서 펠렛의 사전 용융(브릿지)을 방지하여 줍니다.
금형 충진
폴리스티렌을 위한 일반적인 규칙은 용접선에서의 자국을 방지하고 용접선의 강도를 가능한 한 높게 유지하기 위해 가능한 한 빨리 충진이 이루어져야 합니다. 대부분의 폴리스티렌 제품에 있어서 빠른 사출속도의 또 다른 이점은 광택이 있는 성형품을 생산한다는 것입니다. 매우 빠른 충진이 해로운 영향을 미치는 유일한 폴리스티렌 제품은 높은 내열성을 가지고 있는 내충격성 폴리스티렌 (GPPS, HIPS)으로 이들은 어떤 경우 게이트 주변의 무광택 층의 동심원을 야기시킬 수 있습니다. 어두운 색상의 제품은 특히 이러한 경향을 띄기 쉽습니다. 사출속도의 흔들림은 이들 성형품상에 무광의 줄무늬를 야기시킬 수 있습니다. 이러한 경우 더 높은 용융수지 온도 및 금형 온도에서 느린 사출속도로 충진하면 일정한 흐름으로 표면을 개선시켜 줍니다.
압축 공기의 결과로 인한 탄화 자국(디젤 효과)을 막기 위하여 적절한 부위에서 금형으로부터 공기가 쉽게 빠져나갈 수 있도록 하는 조치를 취해야 합니다.
완벽한 사출 성형 부품을 얻고 기공 형성을 막기 위해, 보압과 스크류 전진 시간은 용융물의 냉각 중 부피 수축에 대한 보상을 위해 충분히 높아야 합니다. 이는 스크류 전진 시간 내 스크류 부근에서 용융물이 고화되어 또한 금형 내에서 성형품에 미칠 보압을 막게 되므로, 이를 방지하기위해 충분히 큰 게이트를 필요로 합니다. 그러나 폴리스티렌은 가열에 의한 팽창이 높은 압력으로 보상하는 것보다 더 클 수 있습니다. 일반 폴리스티렌 (GPPS)에 대해 특정 부피 대 온도 T와 압력 p 간의 의존성은 그림 40에 나타나 있습니다.

유동성
폴리스티렌 제품은 서로 다른 유동 특성을 가진 그레이드를 포함합니다. 유동성 측정을 위해 보통 ISO 1133에 따라 용융지수(melt volume index)를 사용합니다. 유동 시험 중에서는 스파이럴 금형에서 생산된 다양한 두께의 나선형 성형품에서 실제적으로 더 중요한 자료를 얻는 것이 확인되었습니다 (
그림 41 및 42). 주어진 용융수지 온도, 금형표면 온도, 스크류 전진속도, 그리고 해당 사출 압력에서 나선형의 길이는 제품 흐름의 척도로 간주될 수 있습니다.


그림 42: 내충격 폴리스티렌을 위한 선회 주형에서의 흐름
사이클 타임
사출 주기에 결정적으로 영향을 끼치는 요인은 용융 온도로부터 고화온도에 이르기까지 폴리스티렌을 냉각하는 시간입니다. 더 낮은 온도 차를 가질수록 더 짧은 냉각 시간을 가지므로, 이는 사이클 타임에도 영향을 미치게 됩니다. 용융 온도와 고화온도의 차이는 폴리스티렌 그레이드에 따라 다릅니다.
고화온도의 척도는 비카트 연화 온도입니다.
폴리스티렌의 유동성이 높으면 높을수록 가공할 수 있는 온도는 더 낮아집니다. 따라서 유동성이 높고 고화온도가 높은 그레이드가 가장 빠르게 가공될 수 있습니다.
수축율
폴리스티렌은 결정성 플라스틱보다 수축율이 상당히 낮습니다. 이는 주로 재료 특성에 기인한 것이나, 결정적으로 성형품의 구조 (수축의 제한 또는 허용)와 용융 온도, 금형 표면 온도, 보압과 같은 가공 조건에 의해 결정적으로 영향을 받습니다. 이들 변수간의 국소 상호작용은 하나의 또는 동일한 성형품들 내에서 큰 수축율의 차이를 야기할 수 있습니다.
대체로 성형 수축율은 0.4 ~ 0.7% 사이입니다. 그러나 예외적인 경우에는 이 범위보다 훨씬 낮을 수 있습니다. 높은 보압 을 가진 성형품 (스프루 부근)내에서는 수축율이 0%일 수도 있습니다. 후수축은 대부분의 용도에서 무시할만한 수준입니다. 후수축은 전체 수축의 약 10% 정도 됩니다.