• 유변학
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• 제5권2호
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• pp.109-124
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• 1993

본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2003년도 춘계학술발표논문집
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• pp.122-124
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• 2003

본 연구는 사출성형공정 후 조립공정에서 발생하고 있는 사출성형물의 Weld line에 의한 사출성형물의 파괴현상을 해석하고 개선된 품질을 얻기 위한 시도이다. 사출성형 관련 설계는 사출금형설계 전문가의 축적된 지식과 경험을 활용하여 수행되어 왔으며, 설계에 필요한 설계자의 경험이 전무한 경우 많은 시행 오차를 유발하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 글라스 홀더 플레이트를 사출성형하고 조립공정을 수행함에 있어 생산 중 발생되고 있는 Weld line에 의한 제품의 강도 문제를 수치해석을 통하여 시뮬레이션함으로써 제품 품질을 향상 하고자 해석과 평가를 시도 하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제38권4호
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• pp.295-302
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• 2003

사출성형에서 성형품의 수축현상은 사출온도, 사출압력, 금형온도와 같은 성형공정에 따라 다르게 나타나며 게이트의 크기 등과 같은 금형설계에 따라서도 다르게 나타난다. 또한 수지의 결정화 유무에 따라 다르게 나타나고 있다. 본 연구에서는 여러가지 공정변수와 수지 특성에 따른 성형 수축률을 결정성수지인 poly(butylene terephthalate) (PBT)와 비결정성 수지인 polycarbonate (PC), poly(methyl methacrylate) (PMMA)를 사용하여 연구하였다. 결정성 수지가 비결정성 수지에 비해 약 3배 정도의 큰 수축률을 보였다. 사출 성형품의 성형 수축은 사출온도와 금형온도가 높을수록 그리고 사출압력이 작을수록 수축률은 커지는 경향을 보였다. 게이트의 크기가 커질수록 캐비티내의 압력전달이 원활하여 성형수축률은 작아 졌다. 또한 수지의 흐름방향과 흐름직각방향의 수축률 실험에서는 흐름방향의 수축이 더 작은 경향을 보였다. 게이트와의 거리에 따른 성형수축률은 게이트에서 가까운쪽의 수축이 먼쪽보다 더 큰 수축을 보였는데 이 현상은 잔류응력의 차이로 인하여 나타난 현상으로 해석된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2003년도 춘계학술발표논문집
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• pp.125-128
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• 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.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.58-68
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• 1996

고분자 가공에서 가장널리 사용되고 있는 사출공정은 비등온의 싸이클 공정이므로 사출조건에 따라 성형품은 다양한 형태의 열이력과 변형이력을 받게 되고 그 결과 최종성형 품의 기계적 물성이 현저히 달라지게 된다. 그러므로 우수한 물성을 갖는 성형품을 얻기위 해서는 열이력과 변형이력에 연관되어 나타나는 미세구조의 변화와 잔류응력을 최소화할수 있는 최적 성형조건의 선정이 대단히 중요하게 된다. 본 연구에서는 수치모사실험을 기초로 설정한 성형조건의 범위에서 다양한 사출성형실험을 수행하여 얻은 시편을 대상으로 미세구 조의 변화와 잔류응력에 미치는 성형조건의 영향을 조사함으로써 최적성형조건을 선정하기 위한 방안을 찾고자 하였다. 편광현미경을 사용하여 관찰한 결정성 고분자수지 시편의 내부 구조는 전형적인 skin-core 구조를 보일뿐만아니라 충전속도, 사출온도, 금형온도, 및 gate로 부터의 위치 변화에 따라 미세구조가 현저히 변함을 알수 있었으며 광탄성법과 layer removal method를 이용하여 조사한 무정형 고분지수 시편의 잔류응력은 금형온도와 사출압 에 가장 영향을 많이 받으며 두께 방향으로 parabola한 분포를 가짐을 알수 있었다. 이상의 결과로부터 사출조건의 변화에 따라 잔류응력과 내부구조가 현저히 변하게 되며 이는 성형 품의 물성에 직접적인 영향을 미치고 있음을 알수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.211-217
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• 2020

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.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2006년도 추계학술발표논문집
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• pp.261-264
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• 2006

본 논문에서는 다양한 곡률반경의 연속에 의하여 살 두께 차가 큰 사출성형품에 불균일한 수축으로 인한 변형이 생성되어 이를 방지하기 위한 적정 CAE 냉각설계를 수행하였다. SAN 및 PMMA 재질의 Jar용기에 대한 균일냉각구조와 최적성형조건을 금형설계에 적용하고자 사출성형의 중요인자인 사출압력, 수지온도, 금형온도, 냉각조건 등을 moldflow 프로그램을 활용하여 연구를 수행하였다. 연구결과로서, 적정 변수인 사출압력 상승, 수지온도 낮춤, 급속냉각으로 후로우 등의 불량현상을 분석하였고 변형 및 불량을 극소화시킬 수 있는 냉각구조와 사이클 시간을 단축시킬 수 있는 사출성형조건을 제시하였고 적정 냉각모듈로부터 냉각시간을 단축하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2003년도 춘계학술발표논문집
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• pp.133-135
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• 2003

본 연구는 사출성형공정상에서 발생하고 있는 사출성형물의 Weld line에 의한 외관 불량을 해석하고 개선된 품질을 얻기 위한 시도이다. 사출성형 관련 설계는 사출금형설계 전문가의 축적된 지식과 경험을 활용하여 수행되어 왔으며, 설계에 필요한 설계자의 경험이 전무한 경우 많은 시행 오차를 유발하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 Window Panel의 사출성형을 수행함에 있어 생산 중 발생되고 있는 Weld line에 의한 제품 외관의 문제를 수치해석을 통하여 시뮬레이션함으로써 제품 품질을 향상 하고자 해석을 시도하였다.

• 한국융합학회논문지
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• 제6권1호
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• pp.43-48
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• 2015

본 연구는 수술실 무영등용 PMMA 렌즈를 무결함 상태로 사출성형하는 조건을 조사하였다. 렌즈 제작용 수지는 PMMA를 적용하였으며 금형은 자체 제작한 가열-냉각 방식의 금형을 사용하였다. 사출성형 시 금형의 가열온도가 낮을수록 플라스틱 수지의 유동성에 영향을 미쳐 미성형이 발생하거나 웰드 라인, 플로우 마크가 발생하고, 가열온도가 높으면 휨 변형이 발생하였다. 이러한 결함은 냉각시간이 길어짐에 따라 PMMA 수지 결정화에 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구를 통해 PMMA 수지로 결함이 없는 렌즈를 성형하는 최적의 조건은 금형 코어의 가열온도는 110[$^{\circ}C$]였으며, 냉각시간은 25[sec]임을 밝혀내어 최적의 가열-냉각 온도 프로파일링을 확립하는 계기를 마련하였다. PMMA소재를 이용한 광학렌즈의 제작은 낮은 생산단가를 구현할 수 있으며 이로 인해 수술실 무영등에 적용된 플라스틱 광학렌즈에 적극 활용될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.689-692
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• 2010

일반형 자동차 내장부품은 외부가 플라스틱 사출 성형한 형태로 사용되지만, 고급 차종은 내장재의 미감이나 질감을 위하여 사출물 표면에 엠보싱 무늬가 형성된 표피재가 수지에 추가로 부착되어 제작된다. 부착하는 방법은 한 장비에서 저압 사출 후 플라스틱이 완전 응고 전에 표피재를 넣고 압입하는 저압 사출법과 표피재 수지를 기 사출된 제품위에 놓고 압착시키는 압착법이 있으나 이 두 방법 모두 엠보싱 무늬가 형성된 표피재를 넣고 작업하기 때문에 고온 압착시 기존 무늬가 찌그러지고 코너 부위가 경화되어 기존의 질감을 얻지 못하며, 치수 공차가 변형되어 불량률이 증가하므로 이를 시급히 개선할 새로운 제조 기술의 필요성이 대두된다. 본 연구는 가열 압착기로 지그 및 금형을 새로 개발하여 도어 트림 제조시, 기 사출물을 금형 쪽으로 기 조직을 삽입한 후 엠보싱 무늬가 없는 원소재 표피재로 상부 금형 쪽으로 소재조직을 진공으로 흡입하여 무늬를 성형한 후 하강시켜, 기 사출물에 압착시키는 가열 압착으로 엠보싱무늬의 손상을 방지하는 금형을 제안하였으며 그에 대한 해석, 설계, 실험을 통하여 성능을 평가 분석 하였다.