• 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.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.74-77
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• 2000

사출성형에 관한 연구는 오랜 역사를 가지고 있으며 공정 시뮬레이션을 위한 상용화된 CAE 프로그램을 포함하여 많은 연구가 진행되는 분야중의 하나이다. 그러나 다양한 고분자 재료의 성질, 금형의 복잡한 형상 및 성형조컨 둥의 변화로 인해 금형설계 및 제작 그리고 사출성형시 상당한 어려움을 겪게 된다. 사출성형 공정에서는 금형온도, 플라스틱 재료, 냉각수, 보압과 사출압 등의 여러 가지 공정변수가 있어 현장전문가의 경험에 의해 사출금형의 제작이 이루어지는 경우가 보통이다 이와 같은 경험에 의한 금형 제작은 상당한 납기지연과 노동집약적인 방식으로 흘러가게 된다. 금형 제작시 가장 고려해야 될 사항 중의 하나는 사출성형품의 수축이다. 사출성형에서 광음수지는 냉각, 고화하면서 수축하는데 성형품 치수를 유지하기 위해서는 수축하는만큼 금형의 치수를 보정하여야 한다. 이 수축률은 사용수지의 종류와 성형품 크기, 살두께 등에 따라 다르다. 또 동일한 수지일 경우에도 성형조건에 따라 변화하고 특히 배향성을 가진 수지는 유동방향에 따라서도 변화가 있다. 즉, 금형의 온도가 높으면 수축률은 증가하고 사출압력이 높으면 감소한다. 또한 살두께가 두껍고 길이가 길 때 수축률은 증가한다 방향성이 있는 수지는 유동방향에 대하여 지각방향에서 가장 적다. 특히 방향성이 현저한 HDP에서는 유동방향에 따라 수축차가 크므로 성형할 때 변형을 일으키는 경우가 많다. 일반적으로 PE, PP. PA와 같은 결정성 수지는 PS, SAM, ABS 등의 비결정성 수지보다 수축률이 크다. 본 연구에서는 한조산업사에서 제작한 '클랠프 척' 금형 제작과정에서 성형품의 수축으로 인한 금형의 치수보정에 있어서의 문제점을 유동해석 전용 CAE 프로그램인 C-mold를 사용하여 해석하고 평가하였다. 그리하여 현장 전문가가 경험적으로 여러 번의 시행착오를 거쳐 완성된 금형을 제작하던 기존의 방법보다 체계적이고 합리적이며 또한 신속하게 문제를 해결함으로써 궁극적으로 금형설계 및 제작기간을 단축하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5352-5356
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• 2013

최근 플라스틱 성형품은 기능적인 측면뿐만 아니라 디자인 및 광택과 같이 시각적으로 즉각 식별이 가능한 부분에 까지 많은 관심과 주의를 기울이고 있다. 이와 관련하여 성형품 광택의 제어를 위하여 성형조건이 광택에 미치는 영향에 대한 연구가 필요하지만 관련 연구는 아직 충분히 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 플라스틱 성형품의 외관에 주로 사용되는 ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 플라스틱 성형품에 대하여 사출압력, 사출속도, 보압력, 수지온도, 금형온도 등의 사출조건의 변화가 성형품의 외관 광택에 미치는 영향에 대하여 사출실험을 통하여 연구하였다. 연구 결과에서 보압력이 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 특히, 보압력 55 - 75MPa 범위에서는 광택도가 증가하지만 그 이상 증가하면 광택이 감소하는데, 그 원인은 SEM(Scanning Electron Microscope)을 통하여 수지 내부의 고무 입자의 변형에 기인한다고 유추할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권4호
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• pp.444-452
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• 2017

본 연구는 조직감과 영양이 뛰어난 쌀 팽화 스낵 제조를 위하여, 쌀가루에 부족한 각종 영양소를 보충할 수 있는 저렴하고 우수한 식품 소재인 갈색거저리(mealworm)를 첨가한 압출성형물의 이화학적 특성에 대하여 살펴보았다. 쌀 압출성형 원료배합비는 쌀가루 100%, 쌀가루 90%에 갈색거저리 10%, 쌀가루 80%에 갈색거저리 20%로 하였고, 압출성형 공정변수는 사출구 온도를 $130^{\circ}C$와 $140^{\circ}C$, 수분함량을 20%와 25%로 조절하였다. 압출성형한 후 직경 팽화율, 비길이, 조각밀도, 파괴세기 및 겉보기 탄성계수, 색도, 수분용해지수 및 수분흡착지수, 수용성질소지수, 단백질 소화율, DPPH 라디칼 소거 활성, 산패도를 측정하였다. 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 팽화율은 감소하였고 비길이와 밀도는 증가하였다. 온도와 수분함량에 따른 변화에서는 사출구 도가 증가하고 수분함량이 감소할수록 직경팽화율은 증가하였으며 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 파괴세기와 겉보기 탄성계수에서는 갈색거저리 첨가 함량이 10%일 때 감소하였다가 20%일 때 다소 증가하였다. 또한 사출구 온도가 감소하고 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 수분용해지수는 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 상승하였다. 수분흡착지수는 갈색거저리 첨가함량이 높을수록 증가하였다. DPPH 라디칼 소거 활성에서는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 값이 유의적으로 증가하였고 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 산패도는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 감소하였고 40일 이후에도 갈색거저리 첨가 함량이 높을수록 값이 감소하였으나 값의 상승폭은 쌀 압출성형물에 비하여 다소 크게 나타났다. 쌀가루에 갈색거저리의 첨가는 쌀 스낵의 영양적인 면을 개선하고 항산화성을 부여하는 유효한 공정이며 사출구 온도를 낮추고 수분함량을 증가시켰을 때 팽화스낵으로써 조직감이 향상되었음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.172-176
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• 2003

본 논문은 금형의 온도 변화가 사출성형품의 미시구조에 미치는 영향에 관해 연구했다. 웰드라인의 폭과 길이는 금형온도가 증가함에 따라 모두 감소되었다 그리고 금형의 온도에 따른 결정성수지인 PP(Polypropylene)와 비결정성수지인 PS(Polystyrene)의 치수안정성에 관해 연구했다. PS성형품은 금형온도가 높을수록 수축률이 줄어들고, 두께 편차가 적어졌고, PP성형품의 경우에는 결정의 생성으로 인해 상반된 경향이 나타났다. 캐비티의 충전성과 전사성은 금형온도가 높을수록 향상되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.245-248
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• 2001

미성형은 수지 점도가 높거나 유동경로가 너무 제한적이거나 혹은 용융 수지가 일찍 고화되어 금형내에 수지가 완전히 충전되지 않고 냉각 및 고화되는 현상을 말한다. 일반적으로 수지의 유동성이 부족하기 때문에 금형 전체에 수지가 미치지 못하여 일어난다고 생각되는 수가 많으나 반드시 그것만이 아니고 그 외에 여러 가지 원인이 있을 수 있다. 본 연구에서는 실제 현장에서 미성형이 발생한 제품을 대상으로 이를 해결하기 위해 여러 가지 공정조건을 바꾸어서 시뮬레이션을 여러번 반복해 봄으로써, 사출압력, 금형온도, 사출속도, 용융수지온도와 같은 공정조건들이 미성형에 미치는 영향을 각각 시뮬레이션을 통하여 고찰하여 보았다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.183-188
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• 2003

본 연구는 Connector Mold의 Termina (리브)에 가스 모임으로 인한 미성형 및 웰드라인이 생성되어 이를 방지하기 위해 과다한 사출압력, 금형온도 및 수지온도를 높이므로 Burr둥의 불량현상이 발생하게된다. 따라서 연구에서는 진공성형시스템을 응용한 Connector Mold를 개발하기 위하여 사출성형의 중요한 인자가 되는 용융수지온도, 금형온도, 냉각조건을 최적 조건에서 진공압을 체계적으로 제어함으로 각 캐비티의 깊은 글 부분의 미충전 부분을 진공화 하여 충전불량을 해소하면서, 싸이클 시간을 단축시킬 수 있는 진공시스템을 연구개발 성형가공에 적용함으로 우수한 제품과 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권4호
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• pp.286-293
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• 2004

경도를 달리하는 에스테르계 및 에테르계 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane: TPU)의 사출에서 금형 온도가 물리적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. TPU의 연질부 유리전이온도는 금형 온도 변화에 따라 거의 변화하지 않았으며, 연질부와 경질부의 상분리는 금형온도의 영향을 별로 받지 않는 것으로 판단되었다. 그러나 에스테르계와 에테르계 TPU는 종류에 관계없이 공통적으로 경도가 높은 TPU들은 금형온도를 높이는 경우 결정성, 고무상 평탄 온도영역, 인장강도가 감소하였으나, 경도가 낮은 TPU들은 오히려 결정성, 고무상 평탄 온도영역, 인장강도의 증가를 보였다. TPU의 사출 성형 금형 온도에 따른 물리적 성질의 차이를 결정성 경질부의 결정화와 물리적 가교효과 차이로 해석하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.870-873
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• 2009

본 연구에서는 미세 무광부식 패턴을 갖는 HD Switch Panel 부품을 설계하고 금형을 제작하였다. 이를 위하여 사출성형 Simulation(CAE)을 이용하여 사출성형 공정의 문제점과 부품의 변형량을 예측 하였다. 또한 금형표면의 가열온도와 실제 금형온도의 비교함으로써 공정변수 조절을 통한 사출성형 조건의 최적화를 달성할 수 있었다. 한편, 순간금형표면가열을 이용한 성형기술인 E-MOLD를 적용하여 자동차 내장부품용 HD Switch Panel을 제작하였고, 전자현미경과 원자현미경을 이용한 표면 평가를 통하여 무광부식 패턴의 전사율 향상으로 인한 무광 특성이 향상됨(2.5이상$\rightarrow$1.5~1.7)을 확인하였다.