• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
• /
• 2003.10a
• /
• pp.231-231
• /
• 2003

사출성형에서의 지금까지의 에어트랩 문제의 해결법은 사출금형 내에 유동적 관계와 사출성형 기술자의 경험으로 해결했었다. 본 연구에서는 에어트랩 문제를 해결하기 위하여 금형을 설계할 때 미리 에어트랩의 위치를 알고 금형 디자인을 수정하여 사출 시간의 단축과 사출성형의 경제적 효과를 얻고자 한다. 사출성형을 할 때 에어트랩의 불량이 많이 발생하는 특징 형상들을 선정하여 각각의 특징형상들을 다시 해석하여 각각의 특징형상들의 에어트랩의 발생위치와 발생률을 알아내고, 사출금형설계에서 에어트랩불량이 일어날 형상들을 특징형상 변수에 대응시켜 최적의 형상으로 수정절차를 개발하였다. 여기서, 사출속도의 조절, 금형 온도의 조절, 수지온도 조절, 금형내의 압력 조절, 벤트의 설치 등은 최적의 상태로 고정시키고 형상수정 요소로 형상의 두께, 각도, 깊이, 필렛, 모 따기를 선정하여 특징형상 상관관계 모델을 구성하였다.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.33 no.6
• /
• pp.216-225
• /
• 2023

This paper describes the finite element analysis and die design change of cold heading punching process to increase the cold forging tool life and reduce the tool wear and stress concentration. Through this study, the optimization of punch tool design has been studied by an analysis of tool stress and wear distribution to improve the tool life. Plastic deformation analysis was carried out in order to understand the cold heading process between tool and workpiece stress distribution. Cold heading punch die design was set up to each process with different four types analysis progressing, the cold heading punch dies shapes with combination of point angle and punch edge corner radius shapes of cold forging dies, punch die material properties and frictional coefficient. The design parameters of point angle and corner radius of punch die geometry, die material properties and frictional coefficient were selected to apply optimization with the DoE (design of experiment) and Taguchi method. DoE and Taguchi method was performed to optimize the cold heading punch die design parameters optimization for bolt head cold forging process, it was possible to expect an reduce the cold heading punch die wear to the 37 % compared with current using cold heading punch in the shop floor.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
• /
• v.32 no.6
• /
• pp.251-261
• /
• 2022

This paper describes the finite element analysis and die design change of spring retainer forging process to reduce the cold forging load and plastic forming stress concentration. Plastic deformation analysis was carried out in order to understand the forming process of workpieces and elastic stress analysis of the die set was performed in order to get basic data for the die fatigue life estimation. Cold forging die design was set up to each process with different four types analysis progressing, the upper and lower dies shapes with combination of fillets and chamfers shapes of cold forging dies. This study suggested optimal cold forging die geometry to reduce cold forging load. The design parameters of fillets and chamfers are selected geometry were selected to apply optimization with the DoE (design of experiment) and Taguchi method. DoE and Taguchi method was performed to optimize the workpiece preform shape for spring retainer forging process, it was possible to expect an increase in cold forging die life due to the 20 percentage forging load reduction.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2000.10a
• /
• pp.74-77
• /
• 2000

사출성형에 관한 연구는 오랜 역사를 가지고 있으며 공정 시뮬레이션을 위한 상용화된 CAE 프로그램을 포함하여 많은 연구가 진행되는 분야중의 하나이다. 그러나 다양한 고분자 재료의 성질, 금형의 복잡한 형상 및 성형조컨 둥의 변화로 인해 금형설계 및 제작 그리고 사출성형시 상당한 어려움을 겪게 된다. 사출성형 공정에서는 금형온도, 플라스틱 재료, 냉각수, 보압과 사출압 등의 여러 가지 공정변수가 있어 현장전문가의 경험에 의해 사출금형의 제작이 이루어지는 경우가 보통이다 이와 같은 경험에 의한 금형 제작은 상당한 납기지연과 노동집약적인 방식으로 흘러가게 된다. 금형 제작시 가장 고려해야 될 사항 중의 하나는 사출성형품의 수축이다. 사출성형에서 광음수지는 냉각, 고화하면서 수축하는데 성형품 치수를 유지하기 위해서는 수축하는만큼 금형의 치수를 보정하여야 한다. 이 수축률은 사용수지의 종류와 성형품 크기, 살두께 등에 따라 다르다. 또 동일한 수지일 경우에도 성형조건에 따라 변화하고 특히 배향성을 가진 수지는 유동방향에 따라서도 변화가 있다. 즉, 금형의 온도가 높으면 수축률은 증가하고 사출압력이 높으면 감소한다. 또한 살두께가 두껍고 길이가 길 때 수축률은 증가한다 방향성이 있는 수지는 유동방향에 대하여 지각방향에서 가장 적다. 특히 방향성이 현저한 HDP에서는 유동방향에 따라 수축차가 크므로 성형할 때 변형을 일으키는 경우가 많다. 일반적으로 PE, PP. PA와 같은 결정성 수지는 PS, SAM, ABS 등의 비결정성 수지보다 수축률이 크다. 본 연구에서는 한조산업사에서 제작한 '클랠프 척' 금형 제작과정에서 성형품의 수축으로 인한 금형의 치수보정에 있어서의 문제점을 유동해석 전용 CAE 프로그램인 C-mold를 사용하여 해석하고 평가하였다. 그리하여 현장 전문가가 경험적으로 여러 번의 시행착오를 거쳐 완성된 금형을 제작하던 기존의 방법보다 체계적이고 합리적이며 또한 신속하게 문제를 해결함으로써 궁극적으로 금형설계 및 제작기간을 단축하고자 한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2003.06a
• /
• pp.125-128
• /
• 2003

본 연구는 현재 시판되고 있는 Papst사의 4100 mod디을 대상으로 축방향 송풍기의 사출성형에 대해 MoldFlow 프로그램을 사용하여 제품에 대한 최적의 게이트 위치를 조사하였고 이를 바탕으로 2매 구성금형과 3매 구성금형에 따른 게이트를 설정하여 사출압력, 온도의 변화, 충전 시간 둥을 비교하여 경제성을 고려한 최적의 게이트 위치를 결정하였다. 다수 뽑기 금형에서의 제품 성형에 있어 중요한 변수가 되는 유동주입시스템에서 러너의 크기 변화에 따른 유동선단의 흐름 및 압력과 온도의 변화를 살펴보았고 이러한 시뮬레이션을 통해 시행오차를 최소화 하여 생산비 절감과 품질 향상을 위한 설계를 구현하고자 시도하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2010.11b
• /
• pp.933-936
• /
• 2010

본 연구는 성형해석 및 실험적 방법을 통하여 페트 패키징 제품의 두께편차를 최소화 하기 위하여 프리폼 설계 및 블로우 성형공정 변수를 변화보았다. 블로우 성형과정을 정확하게 묘사하기 위하여 쉘(shell) 모델을 이용하여 블로우 성형해석을 수행하였으며, 이 결과를 토대로 프리폼 설계변수 및 공정 변수를 최적화 하였다. 제품 형상이 점점 복잡해지고 요구되는 제품의 품질이 높아질수록 실험적으로 최적의 결과를 도출하기가 어렵다. 이러한 문제점을 수치적 해석을 통하여 사전에 발생될 수 있는 파악함으로서 시행착오를 줄이고 최적의 금형을 제작함으로써 설계 불량, 제작시간 단축 및 비용 감소등 최적의 결과를 빠른 시간에 도출할 수 있음을 알 수가 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1997.04a
• /
• pp.107-117
• /
• 1997

알루미늄 합금 형단조에서 재결정없이 미세하고 균일한 아결정 조직을 얻으려면 T-'$\varepsilon$ 공간상의 조직상태도에 근거한 제어된 변형조건하에서 열간 가공해야 한다. 균일 변형을 위해서는 다단계 공정 설계가 필수적인데, 각 단계에서 제품의 어느 요소에서나 가공변수의 변화량($\Delta$T,$\Delta$$\varepsilon$,$\Delta$'$\varepsilon$ )이 최소화가 되도록 금형을 정교하게 설계하고 가공변수를 정밀 제어해야 한다. 알루미늄 합금 7175로서 균일 변형 단조를 적용한 결과 균일하고 안정된 아결정 구조를 얻을 수 있었으며, 이는 특히 ST 방향의 연신률을 크게 향상시킨다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.870-873
• /
• 2009

본 연구에서는 미세 무광부식 패턴을 갖는 HD Switch Panel 부품을 설계하고 금형을 제작하였다. 이를 위하여 사출성형 Simulation(CAE)을 이용하여 사출성형 공정의 문제점과 부품의 변형량을 예측 하였다. 또한 금형표면의 가열온도와 실제 금형온도의 비교함으로써 공정변수 조절을 통한 사출성형 조건의 최적화를 달성할 수 있었다. 한편, 순간금형표면가열을 이용한 성형기술인 E-MOLD를 적용하여 자동차 내장부품용 HD Switch Panel을 제작하였고, 전자현미경과 원자현미경을 이용한 표면 평가를 통하여 무광부식 패턴의 전사율 향상으로 인한 무광 특성이 향상됨(2.5이상$\rightarrow$1.5~1.7)을 확인하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.19 no.7
• /
• pp.50-55
• /
• 2018

The important thing in extrusion technology is the design and production of molds. Appropriate design of the molds is essential for achieving the desired extrusion of molds at the same time to maximize the life of the molds and increase their efficiency. The extrusion temperature and extrusion speed are the main parameters at the time of extrusion. Different extrusion conditions should be added depending on the extrusion ratio, physical properties of the material, and type of extrusion. In this study, the extrusion process of various 6xxx series aluminum cast alloys for high speed train interior or exterior parts were investigated. The extruded die design was performed for the 6063, 6061, 6N01, 6005, 5083 and 6060 alloy profiles and an extrusion test was conducted. In addition, the extrusion conditions, such as extrusion pressure following as the billet temperature, extrusion temperature, and materials change, were analyzed. Although the 6063 aluminum alloy can be extruded at the lowest temperature and pressure, the 6061 alloy can be extruded at the highest temperature and pressure. From these results, the successful extruded products were manufactured from these established conditions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.37 no.7
• /
• pp.841-849
• /
• 2013

In this study, a 2-step stamping model with an additional 1st stamping tool is proposed to reduce stamping flaws in the curved parts of a dimple in a nuclear fuel spacer grid. First, the strains of curved part of dimple are characterized via a comparison with strain solutions in pure bending. A reference 2D finite element (FE) model of 1-step stamping is then established, and the corresponding maximum strain is obtained. By varying the values of design variables of the 1st stamping tool in the 2-step stamping model, FE solutions are obtained to express the strain as a function of process variables, which provides the optimum values of process variables. Finally, applying these optimum values to a 3D FE model, we demonstrate the enhanced formability of the proposed 2-step stamping model.