• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.413-416
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• 2011

Flip top cap은 경량성, 가공성, 내식성 우수하여 최근에 생활 용기 뚜껑으로 많이 활용되고 있다. Flip top cap은 사출성형에 의해 제작 되며 사출성형 과정에서 힌지부분에 웰드라인(Weldline)이 형성되어 기계적 강도가 떨어지게 된다. Flip top cap은 생활용기에 사용되며 실제생활에서 많은 작동을 요구하기 때문에 힌지부분의 웰드라인은 제품불량에 큰 원인이 된다. 또한 Flip top cap은 생산성을 높이기 위해 멀티캐비티(Multi-cavity) 사출방식을 선호한다. 멀티캐비티 방식은 높은 사출압력을 요구하기 때문에 사출품의 불량과 사출기에 많은 부하가 예상된다. 본 연구에서는 게이트 위치를 조정함으로써 사출품 힌지부분에서 발생할 수 있는 웰드라인을 품질에 영향이 없는 곳으로 이동시키고 최적의 사출 압력을 찾기 위한 유동해석을 통해 최적의 사출조건을 도출함으로써 Flip top cap의 기계적 품질과 제품생산성 향상을 위한 연구가 수행되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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• pp.345-348
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• 2011

본 논문에서는 LFT와 같은 고점도 수지의 점도를 추정하기 위한 방법을 제시하였다. 실제 사출공정에서의 점도를 추정함으로써 신뢰할 수 있는 점도데이터를 제공하기 위한 방법을 제시 하였다. 우선 금형 내에 캐비티 압력을 측정할 수 있는 시스템을 구성하였고, 이 시스템을 이용해서 실제 사출과정에서 나타나는 압력 변화를 측정하는 것이다. 상용화 된 CAE 프로그램(Moldflow)은 사출공정에서 캐비티 내부를 흐르는 수지의 압력변화를 모사할 수 있다. 만약, CAE D/B에 있는 수지의 점도 데이터가 정확하다고 가정하면, 실험에서 측정한 압력 프로파일과 CAE로부터 계산 된 압력 프로파일이 일치해야 한다. 이것이 실험값과 일치하지 않으면 가정한 값을 CAE D/B에 입력해서 일치할 때까지 반복함으로써 신뢰성 있는 점도를 추정 할 수 있다. 한편, LFT에 대하여 적용하여 최적화 된 점도 데이터도 추정할 수 있었다.

• 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.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1040-1046
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• 2006

본 논문에서는 다양한 곡률반경의 연속에 의하여 살 두께 차가 큰 사출성형품이 불균일한 수축에 의한 변형 발생에 대하여 연구하였다. SAN 및 PMMA 재질의 Jar에 대한 균일냉각구조와 최적성형조건을 CAE 해석에서 구하여 금형설계에 적용하고자 사출성형의 중요인자인 사출압력, 수지온도, 금형온도, 냉각조건 등을 Moldflow 프로그램에서 사출압력, 수지온도, 냉각속도 등에 의한 변형 및 불량현상을 분석하였고 이들을 극소화시킬 수 있는 냉각구조와 사이클 시간을 단축시킬 수 있는 사출성형조건을 제시하였다.

• 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.

• 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.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.66-72
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• 2011

Injection pressure is an important factor in filling procedure for injection molded parts. In addition, weldlines should be avoided to successfully produce injection molded parts. In this study, we optimally obtained injection molding process parameters that minimize injection pressure. Then, we determined the thickness of the part to avoid weldlines. To solve the optimization problem proposed, we employed MAPS-3D (Mold Analysis and Plastics Solution-3 Dimension), a commercial CAE tool for injection molding analysis, and PIAnO (Process Integration, Automation, and Optimization) as a commercial PIDO (Process Integration and Design Optimization) tool. We integrated MAPS-3D into PIAnO, automated the analysis and design procedure, and performed optimization by employing PQRSM (Progressive Quadratic Response Surface Method) equipped in PIAnO. We successfully obtained optimization results, which demonstrates the effectiveness of our design method.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.231-231
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• 2003

사출성형에서의 지금까지의 에어트랩 문제의 해결법은 사출금형 내에 유동적 관계와 사출성형 기술자의 경험으로 해결했었다. 본 연구에서는 에어트랩 문제를 해결하기 위하여 금형을 설계할 때 미리 에어트랩의 위치를 알고 금형 디자인을 수정하여 사출 시간의 단축과 사출성형의 경제적 효과를 얻고자 한다. 사출성형을 할 때 에어트랩의 불량이 많이 발생하는 특징 형상들을 선정하여 각각의 특징형상들을 다시 해석하여 각각의 특징형상들의 에어트랩의 발생위치와 발생률을 알아내고, 사출금형설계에서 에어트랩불량이 일어날 형상들을 특징형상 변수에 대응시켜 최적의 형상으로 수정절차를 개발하였다. 여기서, 사출속도의 조절, 금형 온도의 조절, 수지온도 조절, 금형내의 압력 조절, 벤트의 설치 등은 최적의 상태로 고정시키고 형상수정 요소로 형상의 두께, 각도, 깊이, 필렛, 모 따기를 선정하여 특징형상 상관관계 모델을 구성하였다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 2002년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.166-169
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• 2002

본 논문에서는 사출성형기의 배럴의 정밀 온도제어에 대해 논의하였다 현재 사출성형기의 온도제어는 온도 편차가 2도 내외이며, 예열후 안정화되는데 걸리는 시간이 길다는 단점이 있다. 향후 마이크로-나노 시스템 제작 공정에 있어서 대량생산 방법으로 사출성형이 주목받을 것으로 기대된다. 특히 온도 제어의 경우는 사출시 인가해야 할 온도가 녹는점 및 glassy 온도에서 유지가 되면서 충분히 유동을 가지는 온도를 지속적으로 유지를 해야하므로 사출 후 정밀성에 중요한 요소가 된다. 마이크로-나노 사출공정은 극 미세 사출이며 온도, 압력에 따른 재료 특성 변화가 발생할 수 있으므로 이를 최적의 조건으로 제어할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 실제 사출성형기와 PC based PLC를 이용한 온도제어기를 구현하고 실험하였다. 이를 통해 기존의 온도제어의 단점을 줄이고, 제어성능을 극대화하여 향후 마이크로-나노 시스템에 적용 가능한 정밀 온도제어기를 제안한다.