• Title/Summary/Keyword: 금형 온도

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A Numerical Study of Sandwich Injection Mold Filling Process (샌드위치 사출성형의 충전 공정 해석에 대한 수치모사 연구)

  • 송효준;이승종
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.11 no.2
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    • pp.159-167
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    • 1999
  • Sandwich injection molding is one of the remarkable polymer processes recently developed from conventional injection molding. But it is almost impossible to do theoretical investigation that we've researched it through numerical simulation. In this paper, numerical simulation on the study of sandwich injection molding is based on Finite Element Method and FAN/Control Volume method. In addition to conventional filling parameter that can confirm skin polymer melt front, new filling parameters have been introduced to confirm core polymer melt front advancement. These filling parameters are defined in each layer which is divided to solve temperature field along the thickness direction. One can notice different filling patterns resulted from the variation of material properties such as viscosities and power-law indexes, and processing conditions such as switch-over times and wall temperatures. It gives us a better understanding of the sandwich injection molding process. And we can recognize that it's the core polymer spatial distribution after the completion of filling that is the most important key point to use this process for industrial molding process.

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Tack Property Changes with the Storage of Textile Prepreg I (섬유 프리프레그의 저장에 따른 Tack성 변화 I)

  • Hong, Tae-Min;Won, Jong-Sung;Lee, Jung-Soon;Cho, Dae-Hyun;Lee, Seung-Goo
    • Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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    • 2012.03a
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    • pp.74-74
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    • 2012
  • 섬유 프리프레그(Prepreg)는 강화섬유를 수지에 함침하여 B-stage로 만든 복합재료의 중간성형재료이다. 최종적으로 프리프레그를 금형에 적층하여 가열 가압하여 수지를 경화함으로써 최종제품이 완성된다. 본 연구에서는 직물형 프리프레그를 사용하였는데, 사용되는 직물형태로는 복합재료 성형공정에서 형태안정성이 우수한 평직물과 능직물이 주로 사용된다. 직물형 프리프레그를 사용한 복합재료는 작업성과 형태안정성이 우수하면서 내충격특성이 우수하여 오토바이용 헬멧, 방탄용 헬멧 등에 주로 사용된다. 프리프레그에 요구되는 주요 특성중 하나는 Tack성으로서, 성형 과정에서 프리프레그를 여러 장 적층할 때 적층된 층 간에 미끄러지지 않으면서 잘 고정되어 적층 작업을 원활하게 하는 역할을 한다. Tack성은 수지의 B-stage 경화 후의 점성 거동에 따라 변화될 수 있는 것으로 표면의 끈끈함의 정도로서 알 수 있다. Tack성은 온도에 민감하여 측정 시에 일정한 온도의 유지가 중요하다. 이러한 온도에 대한 민감성 때문에 프리프레그의 저장시 저온에서 저장하는 것이 원칙인데, 상온에 있을 경우 시간경과에 따른 Tack성 변화가 크게 나타나게 된다. 따라서 본 연구에서는 아라미드 섬유와 열경화성수지를 이용하여 프리프레그를 제조하고 이를 상온상태에서 보관 시 일정시간 경과에 따른 Tack성 변화를 알아보고자 하였다.

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Interaction Factors and Response Surface Analysis on the Factors Influencing the Flow Front Temperature at Metal Injection Mold (금속사출 유동선단온도에 영향을 미치는 주요 인자들의 상호관계 및 반응표면분석)

  • Kim, Myoung-Ho;Yoon, Hi-Seak
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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    • v.22 no.2
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    • pp.248-255
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    • 2013
  • The objective of this study is to optimize the Metal Injection Molding(MIM) process with design of experiments(DOE) and numerical analysis. To derive the optimal process condition, experiment or numerical analysis was performed under various process conditions. To analyze the interaction among influential factors contributing to the temperature at flow front and response surface in MIM, both central point and axial point were added to the full factorial design with 2 levels and 5 factors and then their impacts on response variable in 43 experimental conditions were analyzed and the significance was evaluated. As a result, sprue, runner, and gate were completely filled in about 0.247 seconds after injection, the front part of the green body was filled in about 0.3344 seconds, the green body except gate, etc changed to almost solid state in about 3.29 seconds, the Packinging pressure was completed in about 6.29 seconds, and the green body inside and outside and sprue, etc became solid in 13.2 seconds. The impact of individual or reciprocal action of factors on the temperature at flow front was analyzed through regular probability, test statistics, main effect, and interaction effect. As a result, of a total of 31 combinations of factors, 9 unit factors and reciprocal actions were significant, and the screening was also possible. A proper regression equation was drawn with regression analysis and response surface design on the response variable of temperature at flow front, and the applicability could be verified.

Microstructural refinement of hypereutectic Al-Si alloys for semi-solid state processing (반고상 성형을 위한 과공정 Al-Si 합금의 조직 미세화)

  • 김인준;김도향
    • Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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    • 1997.03a
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    • pp.94-97
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    • 1997
  • 금속을 반고상 상태에서 성형하기 위하여 미세조직학적 거동을 밝히기 위해, 본 연 구에서는 높은 비강도, 내마모성을 가진 과공정 Al-Si 합금을 반응고 가공하였을 때의 미세 조직과 상온 가공 후 반고상 온도로 일정시간 유지하였을 때의 미세조직을 관찰하였다. 일 반주조시의 개량 원소 P과 Sr을 첨가하였으며 쐐기형 주조재, 압연재, Si 입자강화 Alrl 복 합재료를 반고상 상태로 가열한 미세조직을 관찰하여 초정 Si입자의 형상 변화를 관찰하였 다. 반응고 교반시 초기에는 P과 Sr의 첨가에 의해 초정 Si입자가 미세화 되었으나 교반이 지속되어 가면서 이러한 경향은 감소하였으며 구상에 가까운 형태로 변화 하였는데, 이는 교반이 지속되면서 첨가 원소의 효과보다 교반 자체의 미세조직 변화 기구에의 의존도가 높 아지기 때문인 것으로 사료된다. 냉각속도를 달리한 쐐기 형상에서의 금형에서 주조된 미세 조직을 관찰한 결과 냉각속도가 느릴 때에만 첨가원소의 영향이 나타났으며, 반고상 온도 유지 후 초정 크기에는 큰 변화가 없었으나 $\alpha$-halo가 형성되고 미세한 Si입자가 생성되었 다. 이는 입자 크기의 성장에 따른 주위의 농도구배로 인해 생성된 것으로 사료된다. 압연시 첨가원소는 핵생성과 재결정을 촉진시켜 초정 Si의 크기를 크게 감소시켰다. 반용융 처리시 초정 Si입자는 약간 성장하였으며, $\alpha$-halo도 생성되었다. 압출한 시료를 반용융 처리한 경 우 Si입자의 형상 변화는 거의 없었으며, Si입자에 형성되어 있던 산화막이 기지와 초정 Si 압자간의 확산장벽으로 작용하여 $\alpha$-halo가 거의 생성되지 않았다. 반응고 교반시 미세조직 변화 기구로는 취성파괴, 합체, 마모를 제안하였으며, 각 공정에서의 초정 Si결정의 크기를 비교하였을 때 45$\mu\textrm{m}$ 이하의 분말을 섞어 압출하였을 때 가장 작은 초정 Si입자 크기를 얻음 을 볼 수 있었다.

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Thread Rolling Analysis for Lead Screw Process Design (Lead Screw 공정 설계를 위한 전조 해석)

  • Shin, Myoung-Soo;Cha, Sung-Hoon;Kim, Jong-Bong;Kim, Jong-Ho;Ra, Seung-Woo
    • Elastomers and Composites
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    • v.44 no.4
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    • pp.391-396
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    • 2009
  • This paper presents the numerical analysis of thread rolling. Firstly, the analysis is focused on the effective analysis conditions that guarantee the reliability of the analysis results. The investigated parameters are the number of teeth and the number of elements. Using the analysis results, the number of elements and the number of teeth that guarantee the results are found. And then, the effects of the process parameters such as tool shape and temperature on the thread rolling are investigated. The analysis is carried out using DEFORM-3D. The results show that the flank angle and crest round have an effect on the thread rolling load. It is also shown that temperature have significant effects on the effective strain distribution, rolling load, and crack initiation. The crack initiation is predicted using the Cockcroft-Latham criterion.

FeO, $TiH_2$, Carbon 원료분말을 이용한 Fe-TiC 나노 복합분말 제조 및 소결

  • An, Gi-Bong;Kim, Ji-Sun
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.26-26
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    • 2011
  • Fe계 TiC 합금은 미량의 합금원소를 첨가시켜 경화능, 내식성, 내마모성 성질을 개선한 특수 공구용 재료로서 현재 절삭, 내마모성, 광산, 금형재료 등의 분야에 널리 사용되고 있다. 금속과 세라믹의 복합재료인 초경합금은 비열처리용 공구강으로 WC, TiC 등의 4, 5, 6족 금속탄화물에 Co, Ni, Fe등의 철족이 결합금속으로 소결한 복합재료로 WC-Co계 초경합금이 주종을 이루고 있으나, 전략 소재로서 고가인 Co 원료를 대체하기 위한 재료로서 초경재료의 고경도와 공구강의 경제성 및 가공성의 장점을 이용한 Fe-TiC계 초경합금의 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 Fe기지에 서브마이크론 크기의 미세한 TiC 입자가 균일하게 분산된 Fe-TiC 복합분말을 경제적으로 제조하기 위해 순수한 Fe, Ti 원료분말에 비해 단가가 낮고 미세 분쇄가 용이한 FeO, $TiH_2$ 분말을 고에너지 밀링 후 반응 열처리 시키는 유사 기계화학적 공정을 시도하였다. 조성비 Fe-30wt%TiC 복합분말을 제조하기위해 마이크론(micron) 크기의 FeO, $TiH_2$, C 분말을 사용하였고, 1단계로 FeO와 C을 고에너지 밀링으로 혼합 후 반응시켜 환원시키는 공정과 2단계로 이렇게 환원된 분말과 TiH2를 고에너지 밀링으로 다시 혼합, 분쇄한 후 반응열처리 하는 두 단계 공정을 사용하였다. FeO의 환원 단계에서는 $700{\sim}1,000^{\circ}C$ 온도 범위에서 1시간 유지하였고, 고에너지 밀링 시 밀링시간, 회전속도를 변수로 두고 실험하였다. 환원된 분말은 수평관상로를 이용해 아르곤분위기에서 $1,000{\sim}1300^{\circ}C$까지 1시간 유지하여 반응열처리시켜 Fe-TiC 복합분말을 제조하였다. 준비된 복합분말을 XRD와 FE-SEM, EDS, 입도분석기 (LPSA) 등을 이용해 분말의 형태와 특성, 상, 조성, 입도, 분산도 등을 조사하였다. 제조된 Fe-TiC 나노복합분말을 방전플라즈마소결(SPS) 과 상압소결 실험을 진행하였다. Fe-TiC 복합분말 제조공정의 첫 번째 단계인 FeO의 환원반응은 $800^{\circ}C$이상의 온도에서 Fe로 환원이 진행됨을 확인하였다. 두 번째 단계인 반응열처리공정에서는 $1,000^{\circ}C$ 이상에서 TiC가 형성됨을 XRD 상분석을 통해 확인할 수 있었고, $1,100^{\circ}C$ 이상의 온도에서 반응열처리를 했을 때 XRD 분석결과와 산소 조성 분석 결과로부터 반응의 완결성과 순도에서 최적 온도 조건임을 확인하였다. 온도를 $1,300^{\circ}C$로 증가시킬 경우 반응의 완결성에 큰 변화가 없는 반면 분말입자간의 목형성이 일어나 가소결 되는 것을 FE-SEM을 통해 관찰하였다. 또한 최적조건으로 제조된 Fe-TiC 복합분말의 입도분석과 FE-SEM/EDS 관찰/분석을 시행한 결과 평균 입도 0.6 ${\mu}m$의 미세한 Fe-TiC 복합분말 내에 Fe분말 주변과 내부에 나노크기의 TiC입자가 균일하게 분산되어 존재하는 것을 확인하였다.

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Optimum design of injection mold heater for uniform curing of LSR seal for waterproof connector (방수 커넥터용 LSR Seal의 균일 경화를 위한 사출 금형 히터의 최적 설계)

  • Song, Min-Jae;Cha, Baeg-Soon;Hong, Seok-Kwan;Ko, Young-Bae
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.7
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    • pp.310-315
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    • 2017
  • Automotive waterproof connectors are highly functional parts that must be air-tight in a complex environment. In the LSR multi-cavity injection molding process for manufacturing waterproof connectors, it is important to maintain a uniform curing temperature between the cavities in order to obtain a quality product. For this purpose, we designed the capacity of the cartridge heater differently for each position, and then linked the heat transfer analysis and optimization module to obtain the optimal cartridge heater capacity. As a result of the optimization analysis, the temperature deviation between cavities was decreased from $13.1^{\circ}C$ to $8.1^{\circ}C$ compared with the case in which constant heater capacity was applied, so that the design criterion could be satisfied within a temperature deviation of $10^{\circ}C$ for uniform curing. This study suggests that this method can be applied efficiently to the design of a large area multi-cavity LSR mold heater.

Development of Mold for Coupling Parts for Drum Washing Machine (드럼세탁기용 커플링 부품 다이캐스팅 금형개발)

  • Park, Jong-Nam;Noh, Seung-Hee;Lee, Dong-Gil
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.21 no.6
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    • pp.482-489
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    • 2020
  • This study conducted a prototype development and evaluation by performing die-casting mold design, mold manufacturing, and injection condition optimization based on flow and solidification analysis to meet the needs of the coupling parts produced by die casting. Through flow analysis, the injection conditions suitable for 100% filling in the cavity were found to be a molten metal temperature of 670 ℃, injection speed of 1.164 m/s, and filling pressure of 6.324~18.77 MPa. In addition, solidification close to 100 % occurred in all four cavities when the solidification rate was 69.47 %. A defect inspection on the surface and inside the product revealed defects, such as poor molding and pores. In addition, the dimensions of the injected product were within the target tolerance and showed good results. Through the feedback of the results of flow and solidification analysis, it was possible to optimize the mold design, and the injection optimization conditions were confirmed to be a total cycle time of approximately 6.5 seconds. Good quality carrier parts with an average surface hardness of approximately 45 mm from the gate measured at 97.48(Hv) could be produced.

Estimation of the Thickness and the Material Combination of the Thermal Stress Control Layer (TSCL) for the Stellite21 Hardfaced STD61 Hot Working Tool Steel Using Three-Dimensional Finite Element Analysis (3 차원 유한요소해석을 이용한 Stellite21 초합금으로 하드페이싱된 STD 61 열간금형강의 열응력제어층 재료조합 및 두께 예측)

  • Park, Na-Ra;Ahn, Dong-Gyu;Oh, Jin-Woo
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.38 no.8
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    • pp.857-862
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    • 2014
  • The research on a thermal stress control layer (TSCL) begins to undertake to reduce residual stress and strain in the vicinity of the joined region between the hardfacing layer and the base part. The goal of this paper is to estimate the material combination and the thickness of TSCL for the Stellite21 hardfaced STD61 hot working tool steel via three-dimensional finite element analysis (FEA). TSCL is created by the combination of Stellite21 and STD61. The thickness of TSCL ranges from 0.5 mm to 1.5 mm. The influence of the material combination and the thickness of TSCL on temperature, thermal stress and thermal strain distributions of the hardfaced part have been investigated. The results of the investigation have been revealed that a proper material combination of TSCL is Stellite21 of 50 % and STD61 of 50 %, and its appropriate thickness is 1.0 mm.

A Study on the Warpage of Injection Molded Parts for the rapid Cooling and Heating Device (급속냉각·가열장치에 따른 사출성형품의 휨에 관한 연구)

  • Lee, Min;Kim, Tae-Wan
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.8
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    • pp.5074-5081
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    • 2015
  • A method for improving the warpage of the plastic part is a method of removing residual stress of the plastic product. that a non-uniform cooling are appeared in the injection molding process make uniform cooling. this study was developed the Rapid heating and cooling device used peltier module for uniform cooling. Make the Rapid heating and cooling device(RCHD), for Traditional water cooling device(TWCD) method and the Rapid heating and cooling method warpage were compared and were analyzed and the materials used amorphous ABS polymer. various warpage were compared for the process parameters such as packing pressure, packing time, resin temperature, mold temperature, In the amorphous ABS polymer, TWCD method has higher warpage than RCHD method and show the result to be a bit more uniform cooling. The distribution state of the ABS polymer was confirmed Through the Scanning electron microscope. In the TWCD method the distribution state of the polymer be densely distributed, and RCHS method be distributed wider than TWCD method. this is that injection molded parts be seen that cooling was made uniformly, As the temperature of the mold is gradually progress, Particles of the polymer is increased this is that internal stress was reduced.