• 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.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.50-55
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• 2007

The purpose of this research is to enhance the luminance of the LED and to improve the implementation of color by mounting an array lens on the LED without special technology in process. The workmanship of key components considering the economical efficiency and the injection molding technology for high quality of the product are essential to achieve it. In this paper, the mold was computer-aided was designed and manufactured by CAM software (NX4) and high speed machining center. the applied final machining conditions were 3,000-5,000mm/min feed speed, 15,000-25,000rpm and ${\Phi}0.3mm$ ball end-mill. And the Flow analysis was performed using the mold flow software(MPI) in order to get uniformity of resin. Injection conditions acquired by the flow analysis and the injection experiment are as follows. The cylinder temperature is $220-260^{\circ}C$, the mold temperature is $70-80^{\circ}C$, the injection time is about 1.2sec, the injection pressure and velocity is each 7.8-14.7Mpa, and the injection velocity is 0.8-1.2m/sec.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.471-475
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• 2006

랩온어칩(Lab-on-a-chip) 등 미세구조를 갖는 다양한 장치들의 대량 생산이 가능한 사출성형공정 내에서의 미세 흐름 거동의 이해는 매우 중요하다. 본 논문에서는 마이크로 채널 구조 내에서의 사출성형 흐름에 관하여 연구하였다. 흐름 현상을 관찰하기 위하여 투명한 PMMA를 사용하여 가시화 금형(visual mold)을 제작하였다. 실험 대상 물질로는 고분자 용액인 PEO (poly (ethylene oxide)) 와 PA (polyacrylamide) 용액을 선정하였는데, 이는 고분자 용융체의 특징인 높은 점성과 탄성을 갖도록 설계한 것이다. 시간에 따른 흐름현상과 주 채널과 마이크로 채널과의 경쟁적인 흐름 현상을 관찰하였다. 이로부터 마이크로 사출성형 흐름에서 나타나는 마이크로 채널 내의 충전길이에 대한 해석이 가능하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.70-71
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• 2002

연소실의 세장비(aspect ratio)가 작으면서 추진제의 고 충전을 이용한 단시간 연소 모타는 유도탄의 사출 모타 용으로 사용될 수 있다. 사출 모타는 일반적으로 모타 무게에 대한 제약 조건이 까다롭지 않기 때문에 무게 경량화에 대한 부담은 줄어들지만, 모타의 부피가 커지면 유도탄 발사 장치의 부피가 커지기 때문에 공간적인 측면에서 가능한 작게 하는 것이 시스템 전체의 효율을 증대시킬 수 있다. 또한 사출 모타의 연소 시간이 짧기 때문에(1초 이내) 추진제의 웹 두께가 작으므로 연소실의 주어진 공간에서 추진제를 많이 채우기 위한 방법으로 원통 튜브형 그레인을 여러 개의 다발로 사용하는 방법이 효과적이다. 이러한 관점에서 사출 모타용으로 다발 원통 튜브형 그레인을 설계/제작/연소시험을 하였더니 작은 저주파(약 10Hz)의 연소 불안정 현상이 발생하였다. (그림1). 이러한 주파수 대역은 일반적으로 잘 알려진 연소 불안정 모드 (longitudinal, tangential, and radial mode)와는 다른 아주 특이한 현상이다. 이러한 현상의 주 원인은 연소실 내 압력의 비평형에 의한 현상이라 판단되어 다음과 같은 연구를 수행하였다. 1) 그레인 튜브간의 압력 평형을 원활하게 하기 위하여 그레인에 구멍(홀)을 뚫어서 연소 안정화에 미치는 영향에 대한 연구(그림2), 2) 그레인에 홀을 뚫지 않고 격자와 격자간의 공간을 이용하여 그레인 간에 발생된 저주파의 압력 진동을 산란/소멸 시키는 연소 안정화 연구(그림3).

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.99-104
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• 2011

본 논문은 사출성형 제품에 존재하는 여러 가지의 패턴의 결함을 신경회로망을 이용하여 검출하는 방법을 제안하였다. 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 룩업테이블을 이용하였고, 기존의 이미지 비교에 의한 방법을 지양하여 결함분류를 위한 신경회로망의 학습표본을 위한 특징점을 추출하고 결함추출과 분류알고리즘을 제안하였다. 총 500개의 사출성형 제품의 패턴에 대하여 신경회로망의 학습을 통하여 약 3%의 제품의 패턴에서 결함을 검출하였고 패턴의 직경에 대한 불량으로 대부분 분류되었다. 제안된 시스템을 이용한 결함 검출 방법은 사출성형 제품의 미세한 패턴을 검출하는 데 시간과 경비를 줄일 수 있는 효과적인 대안으로 기대한다.

• 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.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.7-15
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• 2016

고분자 재료로 된 자동차부품들은 주로 사출성형으로 제작되며, 이 과정에서 뒤틀림, 침전 흔적, 용입선, 수축, 잔류응력 등의 결함이 발생한다. 본 연구를 통해서 이들 결함을 제거할 수 있는 차량용 폴리카보네이트 버튼의 사출성형 공정변수를 실험계획법을 이용하여 최적화 하였다. 공정변수로는 충전압력, 금형온도, 용융온도, 충전시간을 고려했으며 FEM, 다구치법, ANOVA를 사용하여 해석하고 최적화 하였다. 최적화 결과, 충전압력은 140 MPa, 금형온도는 $105^{\circ}C$, 용융온도는 $292.5^{\circ}C$, 충전시간은 1초, 등의 공정변수 값을 얻었으며, 10.2의 S/N 비를 얻었다. 수지의 용융온도가 가장 큰 영향을 미치며, 그 다음으로 금형의 온도였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1754-1759
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• 2008

일반사출성형에서는 수지가 캐비티 내를 흐르면서 냉각으로 인한 점도의 상승으로 전사성이 급격히 나빠지기 때문에 미세패턴을 가진 성형품을 제작하는데 많은 어려움이 따른다. 이를 해결하는 방법으로 금형온도를 용융된 수지온도 수준까지 순간적으로 표면만을 가열하여 성형시킨 후 급속히 냉각하는 다양한 순간금형가열방식이 있고, 그 중 본 연구에서는 전열가열방식인 E-Mold을 채택하였다. 특히, 마이크/나노 부품 성형에 필수적인 E-Mold 금형설계에 있어 heating line의 배치는 금형의 온도 제어 및 균일한 온도 분포에 절대적인 영향을 미치므로 최적화된 heating line의 배치가 필수적이다. 본 연구에서는 사출공정의 사이클 타임을 최소화하면서 다양한 해석 프로그램을 사용하여 E-Mold의 최적화 설계를 전산모사 하였고, 이를 실험결과와 비교하였다. 먼저, 3D CAD 프로그램인 Pro-Engineer Wildfire 2.0 을 사용하여 E-Mold 금형을 설계하고, ANSYS사의 ICEMCFD 프로그램을 사용하여 MESH 생성하고, ANSYS사의 FLUENT 프로그램을 사용하여 금형의 초기온도 $60^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$와 $180^{\circ}C$까지 가열하는데 걸리는 시간과 냉각시키는데 걸리는 시간 등을 전산모사 하였다. 그리고 Polycarbonate를 이용하여 LGP 도광판을 실제 사출성형하여 얻은 데이터와 비교 분석을 하였다. 전산모사와 실제 사출결과에서 $3{\sim}4$초가량의 차이가 나타났지만 실제 사출시 고온의 용융된 플라스틱 수지에 따른 냉각시간의 오차를 생각한다면, 전산모사와 실힘결과는 거의 일치한다고 볼 수 있다. 따라서 본 체계적인 전산모사방법을 통해 E-Mold의 Heating Line 최적화 설계가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 폴리머
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• 제35권1호
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• pp.1-6
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• 2011

사출성형은 고온의 수지를 고압으로 금형에 충전하고 냉각하여 제품을 만드는 공정으로 큰 온도차이와 고압에 의해 성형품에 잔류응력이 형성된다. 이러한 잔류응력은 시간이 지남에 따라 이완되면서 제품에 변형을 일으켜 형상 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 광탄성 장치를 이용하여 투명한 사출성형품의 잔류응력을 측정하는 방법을 연구하였다. 빛은 전자파처럼 진행하는데 편광필름을 통과하면 하나의 파장만이 진행하게 된다. 그 파장이 시편을 통과하면서 시편에 존재하는 잔류응력 때문에 복굴절이 형성되고 두 번째 편광필름을 통과하면서 다양한 색의 패턴을 보이게 된다. 이 색의 패턴을 이용하여 사출성형으로 제작된 사각평판의 잔류응력을 정량적으로 측정하였다. 또한 컴퓨터 해석을 통해 사출성형품의 광학적 특성을 예측하였으며 실험과 비교하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.72-83
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• 2017

본 연구에서는 유도탄 사출관 내부의 수치모사를 통해 이상 유동에 대한 열 유체역학적 분석을 수행하였다. 고정된 해석영역에서 계산이 진행되었고 증발이 완료된 물을 냉각제로 사용하였다. 고온의 공기와 냉각제간의 상호작용 및 유동장을 해석하기 위해, Realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델과 VOF (Volume Of Fluid) 모델을 선정하고 냉각제 유량에 따른 수치 해석을 진행하였다. 해석결과, 사출관 상부 압력은 냉각제 유량에 따라 비선형적으로 증가하였다. 그리고 내부에서의 유동 진행 과정과 온도분포, 냉각제분포가 밀접한 연관이 있음을 확인하였다. 사출관 하부의 초기 온도는 냉각제량의 증가에 비례하여 감소하지만, 특정시간 이후 경향이 역전되면서 오히려 온도의 상승을 유발하였다. 또한, 혼합가스의 순환유동에 의해 초기의 온도변화가 요동하는 경향도 확인되었다.