• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.678-681
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• 2009

사출성형은 열가소성수지의 가공법으로써 정밀도나 고품질의 제품을 효과적으로 생산하는데 널리 이용되며 플라스틱은 현재 광범위하게 사용되고 있는 공업재료 중의 하나이다. 과거에는 플라스틱을 일회용품 및 외장재로 사용하였다. 그러나 산업기술이 발전하며 플라스틱은 금속을 대체 할 수 있는 재료로서 사용할 수 있다는 인식의 변화로 점차 기계요소용 재료로 사용되고 있으며 기계요소용 재료로 사용됨에 따라 플라스틱 제품이 정밀한 부품으로 사용되기 위해서는 금형의 가공뿐만 아니라 사출성형 시 용융수지가 금형의 각 캐비티에 균형적으로 충전되는것이 요구된다. 이러한 요구조건을 만족하기 위해서는 각 캐비티의 가공치수는 매우 높은 정밀도를 유지해야 하며, 각 캐비티에서의 충전과 냉각도 동일한 상태를 유지해야 한다. 충전 불균형은 성형품의 품질에 큰 저해 요인으로서 플라스틱 제품의 치수성, 밀도, 외관품질, 강도 등에 불균일한 결과를 가져오는 요인으로 지적되고 있다. 실제로 충전 불균형은 충전 단계에서 런너 내에서 발생하는 불균일한 전단분포에 기인하여 발생되므로 점도변화에 영향을 주는 수지의 물성, 런너의 배열과 같은 외부 요인과 사출압력, 사출속도, 수지온도, 금형온도와 같은 성형공정 조건에 의한 요인에 의한 충전 불균형의 양상이 달라지게 된다. 본 연구는 다수 캐비티 금형에서 충전 불균형 현상에 대한 원인을 검토하고 실제로 사출성형을 실시하기 전 사출성형해석 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션을 하여 다수 캐비티에 대한 충전 패턴을 미리 예측하여 보았다.

• 한국금형공학회:학술대회논문집
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• 한국금형공학회 2008년도 하계 학술대회
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• pp.83-88
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• 2008

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1245-1248
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• 2010

플라스틱은 가공이 용이하기 때문에 우리 생활에 널리 이용되고 있다. 과거에는 단순히 제품의 외장제로 이용되었지만 산업이 발달함에 따라 금속을 대체 할 정도로 사용 범위가 증가하고 있다. 또한 사용량이 증가함에 따라 제품의 생산량을 증가시키기 위해선 다수 캐비티의 금형 사용이 필수적으로 되었다. 다수 캐비티 사출성형에서 각 캐비티 간 제품의 품질 및 물성을 향상시키기 위해선 각 캐비티로 충전되는 수지가 균형을 이루어야 한다. 하지만 기하학적으로 균형을 갖추고 있는 러너를 설계하여도 실제 사출성형에서는 불균형 충전이 일어나게 된다. 이러한 불균형 충전은 미국의 Beaumont에 의해서 처음 규명된 뒤 충전불균형 현상을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 다수 캐비티 사출성형에서 균형충전을 위한 러너시스템을 제안하였다. 이 러너시스템은 온도가 불균일한 수지의 흐름을 혼합함으로써 수지의 흐름을 균일하게 하여 균형충전을 이루도록 하였다. 또한 사출성형해석프로그램인 Moldflow를 이용한 유동해석을 통해 그 효과를 나타내 보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1552-1557
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• 2010

파워 윈도우 모터 조립부위에서 실린더 기어는 자동차 도어에서 중요한 부분이다. 이 연구는 대량 수입과 6 캐비티 금형 설계를 대체할 자체 제작 기술력 확보를 위해 수행되었다. 이 연구는 5가지 구체적 주제를 두고 작성되었다. 첫째, CAE를 이용해 시작품을 제작하고, 대량생산 제작을 위해 사전에 해석한다. 둘째, 대량생산 금형(2차원 및 3차원)을 설계한다. 셋째, 샘플 금형을 제작한다. 넷째, 3차원 설계제품을 시제작 후 측정한다. 다섯째, 데이터를 해석하고 금형을 수정한다. 이들 연구를 수행하면서 CAE를 사용한 제품샘플과 대량생산의 해석과 다수 캐비티의 샘플 금형의 제작의 연구가 성공적으로 수행되었다. 결과적으로, 핫런너를 사용하는 일점 게이트 및 6 캐비티가 파워 윈도우 모터 용 실린더 기어를 만드는데 가장 적합한 방법임을 알게 되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.301-304
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• 2010

본 논문에서는 다수 캐비티 금형의 러너 내 불균일한 전단분포로 인해 발생되는 충전불균형에 따른 치수정밀도, 기계적 강도 등 물성의 차이가 발생되는 문제점을 해소하기 위해서 수지가 처음 분기되는 2차 러너의 구조에 변화를 주어 다수 캐비티 사출성형에서 충전균형을 위한 러너시스템을 제시하였다. 이 러너시스템은 전단률차이에 의한 즉, 온도가 불균일한 수지의 흐름을 혼합함으로써 수지의 흐름을 균일하게 하여 충전균형을 이루도록 하였다. PP수지를 대상으로 각 캐비티 간 균형충전에 대해 이 러너시스템이 효과가 있는지 검증하기 위해 CAE프로그램(Moldflow)을 이용한 유동해석을 통해 그 효과를 나타내 보았다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.561-568
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• 2009

소형 플라스틱 부품들은 대부분 다수 캐비티 빼기 사출금형에서 성형된다. 이러한 다수 빼기 캐비티 금형에서의 사출성형은 캐비티간의 흐름 균형이 중요하다. 캐비티간 흐름의 불균형은 성형품의 캐비티간 물성 및 품질의 편차를 초래한다. 캐비티간의 흐름균형은 런너와 게이트에서의 흐름균형을 통하여 이루어지게 되는데 런너와 게이트에서 기하학적인 균형을 이루어도 열적 불균형으로 캐비티간 흐름의 불균형을 초래한다. 본 연구에서는 캐비티간 흐름의 균형을 위해 고안한 스크류 타입의 런너을 이용하여 캐비티간 충전균형을 고찰하였다. 여러 형태의 스크류 런너에서 결정성 수지와 비결정성 수지, 그리고 점도가 높은 수지와 점도가 낮은 수지를 이용하여 캐비티간 흐름을 관찰하였다. 흐름의 균형은 성형조건 중 사출속도에 따라 다르게 나타나기 때문에 사출속도를 변화해 가며 관찰하였다. 실험 결과를 성형해석과 비교 검토하였으며 서로 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 스크류 런너에서 수지가 흐르면서 스크류 채널을 따라 회전운동을 하여 스크류 단면에서 온도가 균일하게 됨을 확인하였다. 그리구 이러한 균일한 온도 때문에 캐비티간 흐름 균형이 이루어지고 있음을 확인하였다. 결론적으로 실험에 사용된 새롭게 고안된 스크류 타입의 런너는 캐비티간 충전균형을 이루는데 매우 효과적임을 실험과 해석을 통해 검증할 수 있었다.

• 폴리머
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• 제32권6호
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• pp.501-508
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• 2008

렌즈나 휴대폰 부품 같은 소형 플라스틱 부품들은 일반적으로 다수 캐비티 사출금형에서 성형된다. 이러한 다수 캐비티 금형에서의 사출성형은 캐비티간의 충전 불균형이 일어날 수 있다. 이러한 충전 불균형 현상은 제품의 치수 및 중량의 편차뿐 아니라 제품의 물리적 특성에도 영향을 미친다. 충전 불균형은 무엇보다도 기하학적으로 균형 잡히지 않은 delivery system의 설계에서 기인된다. 하지만 delivery system이 기하학적으로 균형 있게 설계가 되었다 하더라도 충전 불균형 현상은 여전히 발생된다. 이러한 현상은 런너 단면에서의 온도분포에 기인하며 사출성형 공정 중 사출속도에 크게 영향을 받는 것으로 본 연구에서 파악되었다. 즉 충전 불균형은 부적절한 사출 성형 공정에 의해 발생되며 성형 공정 조건 중 사출속도는 충전에 영향을 주는 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 재료와 사출 속도에 따른 충전 불균형 현상을 실험과 CAE을 통하여 관찰하였다. 사출속도 변화에 따른 충전 불균형 때문에 시편의 치수 및 무게가 불균일함을 확인하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제2권6호
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• pp.33-37
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• 2008

Almost all injection molds have multi-cavity, which are designed with geometrically balanced runner system in order to made filling balance between cavity to cavity during injection molding. However, filling imbalance has been existed in the geometrically balanced runner system. In this study, we made an experiment and investigated that are filling balanced according to material. Also, in case of filling imbalance was occurred, we conducted experiments in order to find out difference of cavity pressure with cavity pressure sensor. When filling imbalance was occurred between cavity to cavity, we investigated the filling imbalance and pressure differences by computer-aided engineering(CAE).

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.697-698
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• 2013

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.661-662
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• 2009