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Analysis of the Effect on the Process Parameters for the Thin Ceramic Plate in the Ceramic Injection Molding

판상제품의 세라믹 사출 시 공정변수 영향 분석

  • Kim, Jinho (Samsung electronics Co. Ltd., Advanced Technology Training Institute) ;
  • Hong, Seokmoo (Samsung electronics Co. Ltd., Global Technology Center) ;
  • Hwang, Jihoon (Samsung electronics Co. Ltd., Global Technology Center) ;
  • Lee, Jongchan (Department of Mechanical Engineering, Kumoh University) ;
  • Kim, Naksoo (Department of Mechanical Engineering, Sogang University)
  • 김진호 (삼성전자 첨단 기술 연수소) ;
  • 홍석무 (삼성전자 글로벌 기술센터) ;
  • 황지훈 (삼성전자 글로벌 기술센터) ;
  • 이종찬 (금오공과대학교 기계공학과) ;
  • 김낙수 (서강대학교 기계공학과)
  • Received : 2014.04.14
  • Accepted : 2014.05.08
  • Published : 2014.05.31

Abstract

Ceramic Injection Molding (CIM) is one of wide used processes in industry field and the applications are gradually being expanded to parts of medical and electric devices. In this study, the CIM process were analyzed with FEM and process parameters were studied and analyzed the effect on product quality. The shape of simple flat plate was compared to the shapes with the hole, with the round corner portion or with the side wall portion. If there are holes then the hole around the uneven density distribution and the defects such as weld lines could be occurred. The Large radius of the corners of the product give good formability and fluidity. Not only the shape parameters of product but also the process parameters during CIM are studied. The simulation results showed that the process parameters of temperature, initial fractions and velocity are important design parameters to improve the quality of products.

세라믹 사출공정(CIM)은 산업 분야 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있는 공정 중 하나로, 점차 의료용 전자기기의 부품 등으로 확대 적용되고 있다. 본 연구에서는 FEM 해석을 통해 CIM의 공정변수가 제품의 품질에 미치는 영향을 분석했다. 단순평판 형상의 해석결과를 기초로 구멍이 있는 형상, 모서리부가 둥근 형상 및 측벽 구조가 있는 형상 등과 비교 분석했다. 구멍이 있는 형상의 경우, 구멍 주변에 밀도분포가 고르지 못하며 용접선(weld-line)과 같은 결함이 발생할 수 있음을 예측할 수 있었다. 반면 제품의 모서리부 반경이 크면 성형성 및 유동성이 좋아지는 것을 확인했다. 따라서 CIM 공정변수 뿐만 아니라 제품의 형상변수도 고려해야 한다. 해석결과 온도, 초기분율, 속도 등의 공정변수는 제품의 품질 향상을 위한 중요한 설계 변수가 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. German, R. M., "Powder Injection Molding",MPIF, Princeton, New Jersey, 1990
  2. T. S. Kwak and W. Seo, "Simulation of ceramic powder injection molding process to clarify the change of sintering shrinkage depending on flow direction", J. of the Korean Ceramic Society, Vol. 46, No. 3, pp. 229-233, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.4191/KCERS.2009.46.3.229
  3. T. S. Kwak, H. Y. Shin and J. I. Lim, "Ceramic injection molding of the watch case composed by zirconia powder", Proc. J. Mech. Sci. & Technol., pp. 288-291, 2005
  4. J. Hwang, S. Choi, S. Hong and N. Kim, "Determination of the flow stress and thermal properties of ceramic powder feedstock in ceramic injection molding", J. Mech. Sci. & Technol., Vol. 27, No. 6, pp. 1815-1824, 2013 DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s12206-013-0432-0
  5. M.K. Lee, H. Kim, S. Hong, S. Choi and N. Kim, "Simulation of ceramic powder injection molding based on the behavior of flow stress depended on the thermal viscosity flowage property and the volume fraction", Advanced Materials Research, Vol. 445, pp. 368-373, 2012 DOI: http://dx.doi.org/10.4028/scientific5/AMR.445.368
  6. J. Y. Lee and N. Kim, "A Study on Material Characterization of Semi-solid Materials (II)-determination of Flow Stress for Semi-solid Materials Using Backward Extrusion Experiment with Model Material and Upper Bound Analysis", J. Kor. Soc. Tech. Plast., Vol. 8, No. 4, pp. 374-383, 1999,
  7. DEFORM-2D User's Manual, Version 9.0, Scientific Forming Technologies Corporation, USA