The objective of this paper is to investigate into the development of injection mould with high cooling characteristics using a direct metal RP technology. In order to manufacture the injection mould with a high cooling rate, three-dimensional conformal cooling channels have been generated in the mould. DMT process, which is one of direct metal RP technologies, has been utilized to directly manufacture the metallic mould with three-dimensional conformal cooling channels. In order to examine the performance of the designed mould, injection molding tests have been carried out. The results of the experiments have been shown that a cooling time and the injection time of the proposed mould are reduced by the factor of five and two times in comparison with the injection mould with linear cooling channels.
The injection molding process is widely used in the production of most plastic products. In order to make metal-colored plastic products like those found in modern luxury home alliances, metallic pigments are mixed with a basic resin material for injection molding. However, process control for metal-colored plastic products is extremely difficult due to the non-uniform melt flow of the metallic resin pigments. In this study, the effect of process parameters on the quality of a metal-colored plastic product is evaluated. A rapid mold cooling method using a compressed cryogenic fluid is also proposed to decrease the content of undesired compounds within the plastic product.
분말야금 또는 분말재료공정은 금속과 세라믹에 기초를 둔 신소재 가공기술로서 점차 그 역할이 증대되고 있다. 분말 공정은 합금의 신축성이라는 고유 잇점을 비롯하여, 조성적 균질성, 미세한 조직특성, 그리고 완성 또는 준 완성형태의 성형가능성 등을 제공하는 것으로 특징지워지는데 이러한 모든 것들은 첨단 재료의 제조가공을 위해서 요구되는 특징들이다. 본 강연의 전반부에서는 분말야금공정의 일반적 특징과 이제까지 개발된 첨단 재료들을 분류하고 그 현황을 살펴보았다. 강연의 후반부에서는 기계적 합금화, 고온등압성형, SHS, 금속사출성형과 같은 첨단 분말 공정을 간단하게 소개한다. 이들 새로운 공정은 대부분의 금속 및 세라믹 신소재의 제조가공기술로 도입되어 널리 응용되고 있다. 오늘날 분말재료공정은 신소재를 얻는 신기술 또는 신공정의 동의어로 이해되고 있다. 그러나 미래에 있어서도 더욱 새로운 첨단재료를 개발하는 데는 이러한 분말야금공정에 크게 의존하지 않을 수 없을 것이다.
The waste gate valve (WGV) for gasoline vehicles operate in a harsh high-temperature environment. Hence, WGVs are typically made of Inconel 713C, which is a type of Ni-based superalloy. Recently, the metal injection molding (MIM) process has attracted considerable attention for parts used under high-temperature conditions. In this study, an MIM analysis for the head and other parts of the WGV is conducted using a commercial CAE program Moldflow. Further, optimal manufacturing conditions are determined by analyzing flow characteristics at various injection times and locations. Moreover, to improve the accuracy of the analysis results, we compare the actual temperature of the mold during injection processing with that observed through the analysis. As the results, metal injection patterns of analysis are well in accord with these of short shot test. And the temperature variations of analysis is also very similar with those of feedstock when metal injection molding.
일반적으로 금형은 소재 부품 분야에서 제품의 대량 생산에 널리 이용되는 중요한 생산 도구이다. 그러나 최근 다품종 소량생산의 확산에 따라 보다 효율적이고 경제적인 금형에 대한 요구가 증가하고 있으며, 본 연구에서는 금형 재료로서 초고강도 콘크리트의 적용 가능성을 모색해 보고자 한다. 초고강도 콘크리트는 80MPa 이상의 압축강도를 갖는 콘크리트로서 금속에 비해 저렴하고 무게가 가벼우며 조형이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 초고강도 콘크리트가 비록 일반 금형 재료인 공구강에 비해 강도는 낮지만 상대적으로 낮은 응력이 발생하는 성형 공정에 사용된다면 금형 재료로서 충분히 활용 가능하다고 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 플라스틱 저압 생산공정의 하나인 폴리우레탄 반응사출 성형공정용 시작 금형에 초고강도 콘크리트를 적용해 보았으며, 금형 제작 및 성형 과정을 통하여 금형 소재로서의 가능성과 특징을 고찰해 보았다.
Metal Injection Molding (MIM) is attractive because it produces consistent, complex-geometry components for high-volume, high-strength, and high-performance applications. Also MIM using in optical communication field, display field, and semi-conductor field is a cost-effective alternative to metal machining or investment casting parts. It offers tremendous single-step parts consolidation potential and design flexibility. The objective of this paper is to study the suitability of design, flow analysis, debinding and sinterin processes, and capability analysis. The suitable injection conditions were 0.5~1.5 second filling time, 11.0~12.5 MPa injection pressure derived from flow analysis. The gravity of the product is measured after debinding an sintering. The maximum and minimum gravity levels are 7.5939 and 7.5097. the average and standard deviation are 7.5579 and 0.0122; when converted into density, the figure stands at 98.154%. According to an analysis of overall capacity, PPM total, which refers to defect per million opportunities(DPMO), stands at 166,066.3 Z.Bench-the sum of defect rates exceeding the actual lowest and highest limits-is 0.97, which translates into the good quality rate of around 88.4% and the sigma level of 2.47.
During the past two decades, Metal Injection Molding(MIM) has become a very competitive technology to fabricate small, precise and complex-shaped parts in large quantities. In this research, the applicability of MIM technology in the mass-production of the high precision fuze parts to save manufacturing cost was investigated. The water-atomized 17-4PH stainless steel powder, one of the best corrosion-resistant high strength materials, was injection-molded into real-shape fuze part and flat tensile specimens. The injection-molded parts were thermally debound in hydrogen gas flow without solvent extraction. Sintering of the debound parts was carried out in vacuum at temperatures ranging from $1150^{\circ}C$ to $1370^{\circ}C$. The sintering behavior, mechanical properties, dimensional precision, corrosion resistance of the MIMed 17-4PH stainless parts were investigated. It was found that almost all the properties of the MIMed parts were comparable to those of the mechanically machined parts. Also, actual military field tests using both MIMed and mechanically machined fuze parts were performed as well and were found to be very successful.
Among the components of rotary hooks, a core component of an embroidery sewing system, a study was conducted to apply metal injection molding to the manufacture of a hook body and a housing that was very difficult to mechanical working. The correlation of feedstock, a mixture of binder and SCM 415 metal powder, and properties of the pressure-volume-temperature interrelationship, viscosity, specific heat, and thermal conductivity were measured. Injection molds for the hook body and the housing were developed through injection molding analysis using these properties and conducted injection tests. Optimal injection gate position and number, injection pressure, and injection time were obtained through a comparison of analysis results with the experiment results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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