• 대한기계학회논문집B
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• 제37권1호
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• pp.35-41
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• 2013

금형온도는 사출성형시 수지의 유동특성이나 성형품의 변형에 영향을 미치는 중요한 변수로서, 고온의 수지 주입과 냉각회로에 주입되는 냉각수의 영향을 받아 사출 사이클이 반복될수록 온도의 상승과 하강이 반복되는 주기적인 변화특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 금형 냉각회로에 저온과 고온의 유체를 번갈아 주입하는 가변 금형온도 제어기법을 적용하여 성형전에는 금형온도를 높게 유지하고 성형후에는 낮게 유지함으로써 사출성형시 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있는 연구를 수행하였다. 특히 열전달-유동해석을 연계한 다중사이클 사출성형 과도해석을 수행하여 수지와 금형, 냉각수간의 과도적인 온도변화를 수치적으로 고찰하였고, 기존 냉각방법과의 해석결과를 비교하여 제안된 가변 금형온도 제어기법의 가열 및 냉각과정에서의 효율성을 비교하였다.

• 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 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.533-536
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• 2011

기어는 중요한 핵심 기계요소 중 하나로서 기계적 물성이 강화된 엔지니어링 플라스틱의 개발과 제품의 성능 향상 및 소형화, 경량화, 저소음화 등의 소비자 요구를 만족시키기 위한 노력에 편승하여 정밀도가 높은 플라스틱 기어에 대한 생산 요구가 증대되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 시력 측정 장치인 자동굴절검사기용 디스크 기어에 대하여 변형을 최소화하기 위한 성형조건 최적화를 수행하였다. 사출 공정의 주요 공정변수를 사출온도, 충진시간과 보압압력, 금형온도로 정하고 다구치 방법에 의해 성형 해석으로 예측된 변형량을 분석한 결과 사출온도와 보압압력이 원판형 기어의 Z방향 변형에 가장 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권6호
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• pp.912-920
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• 2015

본 연구는 사출구 온도와 $CO_2$ 주입이 쌀 토마토 압출성형의 물리적 및 항산화 활성에 미치는 영향을 분석하였다. 압출성형 조건은 수분 함량 25%, 스크루 회전속도 150 rpm으로 고정하였고, 사출구 온도 80, 110, $140^{\circ}C$와 $CO_2$ 주입량 0, 300 mL/min으로 조절하였다. 비기계적 에너지는 사출구 온도가 증가할수록 감소하였으며 $CO_2$ 주입을 하였을 때 직경 팽화율은 증가하였다. 사출구 온도가 증가할수록 직경팽화율과 비길이는 증가하였으며 체적밀도는 $CO_2$ 주입에 따라 감소하였다. 수분용해지수와 수분흡착지수는 압출성형 후 모두 증가하였으며 사출구 온도가 증가함에 따라 압출성형물의 수분용해지수도 증가하였다. 명도는 토마토 분말을 첨가하지 않았을 때 가장 높았으며, 적색도와 황색도는 토마토 분말을 첨가하였을 때 높게 나타났다. DPPH 라디칼 소거능은 압출성형 후 모두 증가하였다. 토마토 분말을 첨가하였을 때 사출구 온도 $140^{\circ}C$, $CO_2$ 주입량 300 mL/min에서 59.41%로 가장 높았으며, $CO_2$ 주입에 따른 유의적인 영향은 없었으나 사출구 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 압출성형후 총 페놀 함량도 증가하였으며 사출구 온도가 높아짐에 따라 증가하였다. 토마토 분말을 첨가하였을 때 사출구 온도 $140^{\circ}C$, $CO_2$ 주입량 0 mL/min에서 16.11 mg/g으로 가장 높았다. 총 카로티노이드와 라이코펜 함량은 압출성형 후 감소하였으나 사출구 온도가 $80^{\circ}C$보다 고온인 $140^{\circ}C$에서 함량이 높게 나타났다. 총 카로티노이드와 라이코펜 함량은 토마토 분말을 첨가하여 사출구 온도 $140^{\circ}C$, $CO_2$ 주입량 0 mL/min으로 압출성형 하였을 때 각각 $6.65{\mu}g/g$과 2.69 mg/kg으로 가장 높았다. 결론적으로 $CO_2$ 주입에 따른 압출 성형은 쌀 토마토의 팽화 특성 변화에 영향을 미치며, 사출구 온도의 증가에 따라 DPPH 라디칼 소거능 및 총 페놀 함량이 증가되었다.

• 산업식품공학
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• 제21권2호
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• pp.116-125
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• 2017

본 연구는 조직감과 영양적으로 뛰어난 쌀 팽화 스낵 제조를 위하여 쌀가루에 부족한 단백질과 불포화 지방산이 풍부하며 미래식량 자원으로써의 가치를 지닌 갈색거저리(mealworm)를 첨가한 쌀 압출성형물의 이화학적 특성에 대하여 살펴보았다. 압출성형 원료배합비는 쌀가루 100%, 쌀가루 95%에 갈색거저리 5%, 쌀가루 90%에 갈색거저리 10%를 첨가한 것으로, 압출성형 공정변수는 사출구 온도를 $120^{\circ}C$와 $130^{\circ}C$, 수분함량을 30%와 35%로 조절하였고 압출성형한 후 직경 팽화율, 비길이, 밀도, 파괴력 및 겉보기탄성계수, 조직감 분석, 색도, 수분용해지수 및 수분흡착지수, 수용성질소지수, 단백질 소화율, DPPH radical 소거활성, 산패도를 측정하였다. 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 비길이는 증가하였으며 밀도는 감소하였고 팽화율은 다소 증가하였으나 유의적 차이가 없었다. 온도와 수분함량에 따른 변화에서는 사출구 온도가 증가하고 수분함량이 감소할수록 직경팽화율, 비길이는 증가하였으며 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 사출구 온도가 감소하고 수분함량이 증가할수록 값은 증가하였다. 수분용해 지수는 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 상승하였다. 수분흡착지수는 갈색거저리 첨가함량이 높을수록 증가하였으며 사출구 온도가 증가할수록 높은 값을 나타내었다. DPPH radical 소거 활성에서는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 값이 유의적으로 증가하였고 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 산패도는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 감소하였고 50일 이후에는 갈색거저리 첨가 함량이 높을수록 높은 상승 폭을 나타내었다. 쌀가루에 갈색거저리의 첨가는 쌀 팽화 스낵의 조직감과 영양적인 면을 개선하고 항산화성을 부여하였으며 사출구 온도와 수분함량도 압출성형 쌀 팽화 스낵의 품질에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제22권1호
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• pp.145-149
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• 2013

The performance of injection molding machine's control system, such as reproducibility, repeatability, etc, is widely studied nowadays. Since screw stroke, injection cylinder body pressure and barrel temperature are the most important terms of injection unit, interval linearity and repeatability to each parameter are analyzed here. Barrel temperature is analyzed according to the repeatability of the thermocouple at $150^{\circ}C$, $210^{\circ}C$, $300^{\circ}C$ using a precise oven. The result temperature is within ${\pm}0.5^{\circ}C$ Through the reliability evaluation of the most important terms of injection unit, the method of evaluating the linearity and repeatability is proposed and verified.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권6호
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• pp.921-927
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• 2015

본 실험은 사출구 온도와 반복 압출성형이 백삼압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 압출성형 조건은 수분 함량 20%와 스크루 회전속도 200 rpm을 고정시키고 독립변수로서 사출구 온도 $100^{\circ}C$, $120^{\circ}C$, $140^{\circ}C$로 1회, 2회 반복 압출성형 실험을 하였다. 비기계적 에너지 투입량은 사출구 온도 $140^{\circ}C$에서 1회 압출성형물이 295.0 kJ/kg으로 가장 낮게 측정되었다. 조직감 특성 중 탄성계수에서는 사출구 온도 $100^{\circ}C$에서 2회 압출성형물이 $7.53{\times}10^8N/m^2$로 가장 높게 측정되었으며, 사출구 온도 $120^{\circ}C$에서 1회 압출성형물이 $1.78{\times}10^8N/m^2$로 가장 낮은 결과값을 나타냈다. 또한 파괴력은 사출구 온도 $100^{\circ}C$에서 2회 압출성형물이 $7.49{\times}10^5N/m^2$로 가장 높게 측정되었으며, 사출구 온도 $140^{\circ}C$에서 2회 압출성형물이 $1.33{\times}10^5N/m^2$로 가장 낮게 측정되었다. 팽화 특성에서 $120^{\circ}C$ 1회 백삼압출성형물의 직경팽화율이 $2.283{\pm}0.011$로 가장 높게 측정되었으며, 비길이 체적밀도에서는 사출구 온도 $140^{\circ}C$에서 1회 압출성형물과 사출구 온도 $100^{\circ}C$에서 2회 백삼압출성형물이 각각 $123.790{\pm}2.802m/kg$, $0.260{\pm}0.020g/cm^3$로 가장 높게 측정되었다. 수분흡착지수(WAI)와 수분용해지수(WSI)는 백삼압출성형물 모두 백삼분말보다 증가하였다. WAI는 1회 압출성형을 하였을 때 증가하였으며, 2회 압출성형을 하였을 때는 감소하였다. 또한 사출구 온도가 증가할수록 WAI도 증가하였다. WSI의 경우 WAI와 반대로 사출구 온도가 증가하면 감소하는 경향이 나타났다. 위 연구를 통하여 백삼의 압출성형 조건을 달리하여 물리적 특성의 향상과 새로운 백삼제품 및 소재의 개발 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제42권11호
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• pp.1848-1856
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• 2013

녹차, 토마토, 호박가루 첨가와 사출구 온도, $CO_2$ 가스 주입에 따라 압출성형물의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 비기계적에너지, 팽화특성, 기계적 특성, 색도, 수분용해지수와 수분흡착지수, 미세구조를 분석하였다. 수분함량 27%, 스크루 회전속도 100 rpm, 원료 사입량 100 g/min, 사출구 3 mm 원형으로 고정하였고, 사출구 온도(60, 80, $100^{\circ}C$), $CO_2$ 가스 주입량(0, 150 mL/min)으로 조절하였다. 원료는 알파현미 25%, 현미가루 50%와 당류 16%에 녹차, 토마토, 호박을 각각 9%씩 혼합하여 사용하였다. 비기계적 에너지 투입량은 사출구 온도 $100^{\circ}C$, $CO_2$ 가스 주입량 150 mL/min, 호박가루를 첨가했을 때 52.67 kJ/kg으로 가장 낮은 비기계적 에너지 투입량을 나타내었다. $CO_2$ 가스를 주입하지 않은 경우 사출구 온도는 직경팽화율에 큰 영향을 주지 않았으나 직경팽화율은 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스를 주입함에 따라 증가하였다. $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 비길이는 증가하는 경향을 나타냈으며, 녹차 첨가 시 사출구 온도와 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 밀도는 감소하는 경향을 나타내었다. 특히 사출구 온도 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스 주입 시 $100^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스를 주입하지 않을 때와 비슷한 기공의 크기와 수를 보여주었다. 모든 사출구 온도에서 $CO_2$ 가스 주입시 파괴력은 감소하였다. 수분용해지수는 사출구 온도증가 시 감소하고 $CO_2$ 가스 주입 시에는 증가하는 경향을 나타내었으며, 수분흡착지수는 사출구 온도와 $CO_2$ 가스 주입량이 증가할수록 증가하였다. 사출구 온도 $60^{\circ}C$에서 $CO_2$ 가스 주입을 통한 저온 압출성형은 생식 제조에 적용할 수 있는 가능성을 나타내고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.414-419
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• 2016

본 연구는 사출 성형기의 제어 방법에 따른 정밀 검사에 대한 연구를 수행하였다. 실험을 통하여, 유압사출 성형기와 전동식 사출성형기의 스크루 스트로크, 보압, 용융 수지온도에 대하여 정밀도에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, 실험에서 얻어진 데이터 편차에 대한 가설 테스트를 수행 하였다. 연구를 통하여 스크루 스트로크, 용융 수지온도, 보압 순으로 편차가 크게 발생하는 것을 알 수 있었다. 유압식 사출성형기가 전동식 사출성형기에 비해 제품 간의 산포가 크게 발생하는 것을 확인하였다. 또한 통계프로그램인 미니탭을 활용하여 스크루 스트로크, 용융 수지온도, 보압에 대한 가설을 설립 한 후 P값을 확인하여 스크루 스트로크, 용융수지온도는 귀무가설($H_0$)을 채택하였으며, 보압은 상호차이가 발생한 대립가설($H_1$)을 채택하였다.