• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.264-269
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• 2012

플라스틱 제품의 다이슬라이드식 사출성형은 기존 사출공법의 부가공정을 삭제하여 제품 생산에 요구되는 비용과 시간을 현저히 줄여준다. 그러나 다이슬라이드식 사출성형은 사출제품의 백화, 수지침투, 기공, 수지넘침 등의 결함들을 해결해야한다. 본 연구에서는 사출성형의 공정파라미터들을 유한요소법과 다구치법을 사용하여 최적화하고자 한다. 사출 성형해석은 Moldflow insight 2010 코드로 해석하며 2차 사출에서는 다단 사출코드를 적용한다. 폴리프로필렌(PP)을 밀폐용기인 냉각수 보조탱크로 성형할 때 사용하는 공정파라미터들은 다구치법의 망소특성과 $L_{16}$ 직교배열을 사용한 실험계획을 통해 최적화된다. 한편 최적값은 유의수준 5% 수준의 분산분석을 통해 타당성을 검증한다. 그리고 최적화 조건에서 성형된 제품과 기존 제품의 치수정확도를 비교한 결과 치수안정성이 5% 이상 개선됨을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.1021-1028
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• 2015

최근 휴대폰용 카메라에 널리 사용되는 초소형 렌즈는 사출성형으로 생산되고 있다. 초소형 렌즈는 제품 크기에 비해 러너부가 상태적으로 큰 비중을 차지하는 특성이 있어 이에 특화된 금형설계 및 성형조건의 설정이 필요하다. 본 연구에서는 초소형 렌즈의 사출성형을 위한 박판형 러너구조를 제안하였다. 제안된 러너구조를 적용한 사출성형 공정의 전산모사를 수행하고, 해석 결과를 기존의 원통형 러너의 결과와 비교하였다. 해석 결과 박판형 러너의 경우 원통형 러너에 비해 냉각시간이 상당부분 절감되나 사출압은 다소 증가됨을 확인하였다. 또한 박판형 러너의 두께를 변화시켜가며 해석을 수행하여 유동특성과 냉각특성의 변화를 종합적으로 고려한 최적의 러너두께를 결정하였다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.35-42
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• 2015

사출성형은 플라스틱 제품의 대량생산에 적합한 제조기술이지만 사출성형공정에서 사출품의 휨 변형이 항상 문제가 되고 있다. 본 연구에서는 전자동 정제분류 포장시스템의 호퍼 제품을 기존의 ABS 수지에서 PP 수지로 변경하는 경우에 생기는 사출품의 휨 변형을 최소로 하는 것을 목적으로 하였다. Moldflow 소프트웨어를 이용하여 호퍼의 사출성형 공정을 해석하여 호퍼의 휨 변형을 최소로 하기위한 게이트의 형상과 리브 형상을 결정하였으며 실 제품의 사출성형을 통해 사출성형 해석결과의 타당성을 입증하였다. 결정성 수지인 PP 재료의 사출성형 시에는 유동선단의 면적이 넒은 경우가 유리하며 리브를 보강하는 것이 휨 변형을 줄일 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제24권4호
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• pp.41-47
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• 2011

본 연구는 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석 기법에 관한 내용으로 소재의 이방성 기계물성을 예측하고 이를 구조해석에 적용하도록 하였다. 사출 성형 공정을 통하여 제작되는 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 구조해석에 있어서 기존의 경우는 일반적으로 소재의 기계적 물성을 균질 등방성 탄성 모델로 이용하여 왔으나, 실제 부품 파손 모드와 크게 상이한 경우가 많다. 이러한 점을 극복하고자 사출 성형 g,름 해석, 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균 모델을 도입하여 단섬유강화 플라스틱 복합재료의 섬유배향 효과가 고려되도록 새로운 구조해석 시스템을 개발하였다. 해석의 정확도는 시편시험 결과와의 비교를 통하여 검증하였으며, 섬유 배향 및 웰드라인 영향 및 섬유 함량에 따른 변화가 해석에 장 반영됨을 확인하였다. 또한 자동차 부품에 개발된 해석 시스템을 적용하여 균질 등방 모델과 달리 부품의 위치별로 다른 기계적 성능이 반영되고, 사출 게이트 위치에 따라 유리섬유 배향이 변화하여 부품의 성능이 달라짐을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제38권2호
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• pp.144-149
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• 2014

일반사출성형은 공정 중 보압단계에서 캐비티에 높은 압력이 작용하여 성형품에 큰 잔류응력이 남게 된다. 또한 캐비티 내 위치 별로 압력분포가 달라 균일한 물성의 제품을 얻는데 한계가 있다. 다수 개 빼기 일반사출성형에서는 캐비티간 충전 불균형이 일어나 캐비티간 품질의 편차를 일으킨다. 이와 같은 한계를 극복하기 위해 사출압축성형 공정을 사용하는 경우가 많다. 본 연구에서는 다수 개 캐비티를 갖는 금형을 이용하여 일반사출성형과 사출압축성형을 비교 분석하였다. 실험과 해석을 통하여 연구를 수행하였으며 투명한 수지인 PC와 PS를 이용하여 시편에 나타나는 복굴절을 관찰하여 일반사출성형과 사출압축성형에서 나타나는 성형특성을 비교하였다. 연구결과, 사출 압축성형으로 제작된 시편에서 캐비티 내의 압력이 균일하여 복굴절과 성형수축률이 낮고 균일하게 나타났다. 그리고 일반사출성형에서 나타나는 캐비티간 충전 불균형에 의한 캐비티간 물성의 편차가 사출압축성형에서는 크게 줄어들었다. 본 연구를 통하여 사출압축성형은 다수 개 빼기 사출성형에서 캐비티 내 균일한 물성확보뿐만 아니라 캐비티간 품질 불균형을 해소하는데 유용함을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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• pp.111-114
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• 1992

과거 사출금형 설계 및 성형은 대부분의 단편적인 경험에 의존하여 왔으며 이는 단납기, 고품질화에의 대응에 있어서 가장 큰 문제점중의 하나로 인식되어 왔다. 그러나 최근에는 컴퓨터의 성능이 급격히 향상되고 보편화되면서 대기업을 선두로 한 컴퓨터 시뮬레이션이 활발히 응용되고 있으며 이는 앞으로 더욱 활성화될 전망이다. 본 연구에서는 사출성형 자동평가 시스템을 개발하였으며 이는 전처리 모듈, CAE해석 모듈 및 자동분석 모듈, 후처리 모듈등으로 구성되어 있다. 본 시스템에서는 주입장치 설계 표준 DATA BASE가 구축되어 있으며 특히 설계자가 설계 및 성형조건에 대한 기준만 정의하면 그 이후의 모든 평가 및 최적조건이 자동으로 계산, 도출될 수 있도록 하였다. 이번에 개발한 시스템에서의 핵심기술은 수치해석을 응용한 고분자 가공공정해석기술, 최적화 기술, DATA BASE구축기술 그리고 컴퓨터 그래픽 기술 등으로 위에서 언급한 바와 같은 사용시스템이 갖고 있는 현장 활용시 문제점들을 근본적으로 해결하여 차별화 시킨 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1581-1588
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• 2011

사출성형은 열가소성 수지의 가공법으로 정밀도나 고품질의 제품을 효과적으로 생산하는데 널리 이용되는 기술이다. 다수 캐비티 사출성형에서 캐비티 충전 불균형이 발생하는데 이러한 현상은 사출성형품의 치수 및 중량의 편차 뿐 아니라 물리적 특성에 영향을 미치고 있다. 충전 불균형은 충전 단계에서 러너 내에서 발생되는 불균일한 전단분포에 기인하여 발생되므로 점도 변화에 영향을 주는 수지의 물성, 사출조건 등 성형공정 조건 요인에 의해 충전 불균형의 양상이 다르게 된다. 본 논문에서는 점도 및 물성이 다른 PC, PP 수지에 대하여 성형조건에 따른 충전 현상을 관찰하고 원인을 분석하였고 사출속도에 따른 충전 불균형 현상의 원인을 고찰하기 위해 사출성형실험과 CAE 해석을 수행하였다. CAE 해석을 수행하여 각 수지마다 사출속도에 따른 충전 패턴 경향과 온도분포를 예측하고 캐비티 간 충전 균형을 위해 새로운 볼륨 러너 시스템을 제시하였고 캐비티 간 충전 균형을 확인 할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.4713-4718
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• 2013

플라스틱 사출성형은 원재료를 한 번의 가공으로 최종 제품을 만들 수 있는 장점을 가지고 있다. 사출성형을 위해서는 금형의 설치, 플라스틱 수지의 용융, 용융수지의 사출, 성형품의 취출 등을 위하여 사출성형기는 반드시 필요하다. 사출성형기는 여러 가지 방법으로 구분되는데, 본 연구는 현재 국내 A사에서 생산되고 있는 토글식 사출성형기를 대상으로 한다. 연구내용으로는 사출성형기의 여러 부품 및 주요한 플레이트에 대하여 3차원 모델링을 실시하고, 3차원 캐드상에서 조립하여 사출성형기의 전체 구조를 파악하였다. 그리고 에너지 및 생산비 절감을 위하여 주요 플레이트에 대하여 유한요소법을 이용하여 사출압력과 형체력 적용시의 플레이트에 발생하는 스트레스와 변위를 분석하고, 그 결과를 토대로 플레이트를 개선하였다. 개선된 플레이트를 대상으로 유한요소 재해석을 통하여 고정플레이트는 약 2.7%, 이동 플레이트는 약 3.5%, 테일 스톡은 약 6.9%의 중량 감소 결과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.499-508
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• 2016

사출 성형 방법은 금형내부에 가소화된 수지를 높은 압력으로 사출한 후 경화시켜 제품을 만드는 방법으로 자유로운 형상제조가 가능하며 수 만개의 제품생간이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 논문에서는 사출성형 해석을 통하여 차량용 도어래치 공정조건을 결정하는 것이다. 적합한 사출성형 공정의 사출 유량을 선정하기 위하여, 사출 시간, 압력, 유동 패턴, 고화영역, 전단응력, 전단률, 웰드라인을 비교한1차 해석과 금형 온도 안정화 및 보압과 냉각 공정 조건 결정을 위한 2차 해석을 진행하여, 사출성형 특성과 제품 품질에 미치는 영향을 고찰하였다. 이에 따라 선정된 사출 성형 공정 조건으로 금형을 설계하고, 제품을 생산하였을 때 성형품의 외관을 관찰한 결과 웰드라인과 기공들이 존재하지 않음을 알 수 있었고, 시제품과 변형량을 비교하였을 때 문제가 없음을 확인할 수 있었다. 따라서 선정된 조건으로 제품을 생산하였을 때 기존 제품에 비해 불량률을 줄일 수 있으며, 제품 생산 시간의 손실을 최소화 하여 경쟁력을 확보할 수 있을 것이라 판단된다.