• 유변학
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• 제3권2호
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• pp.124-134
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• 1991

세라믹 재료들을 성공적으로 사출성형하기 위한 적절한 사출조건을 얻기 위하여 그 동안 많은 실험을 하여 왔으나 게이트 크기가 미치는 영향에 대한 연구는 미진하였다. 본 연구에선 압출기를 사용하여 미세한 질화규소분말과 결합제시스템을 혼합하였으며 이러한 세라믹혼합물을 이용하여 사출압력, 보압시간, 보압, 배럴온도, 게이트의 형태와 크기 등을 변화시키면서 사출성형 실험을 수행하였다. 55%의 세라믹혼합물을 사출실험한 결과 적절한 게이트의 크기와 형태를 선택하고 105 MPa의 사출압력과 10초의 보압시간, 24$0^{\circ}C$의 배럴온 도와 같은 사출조건하에서 성형한다면 불완전 충전 체적수축과 젯팅현상을 최소화시킬수 있 어 성공적으로 인장시편과 굽힘시편을 성형할 수 있음을 알수있었다. 상용프로그램인 C-MOLD를 이용하여 사출조건과 게이트의 크기를 변화시키면서 혼합물의 유동특성을 해석 하였다. 유동해석 결과. 세라믹혼합물은 순수고분자보다 열전도도가 크고 비열이 작아서 고 화가 빨리 되므로 게이트의 크기는 사출압력, 배럴온도와 같은 사출조건과 더불어 중요한 사풀변수임을 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.54-71
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• 1990

본 연구에서는 세라믹 기계요소를 생산하기 위한 기초연구로서, 세라믹 사출 성형에 대한 기본적인 가공조건과 여러변수들을 고찰하고 가능한한 최대의 세라믹체적 비를 갖고 세라믹입자와 완벽한 융합을 이룰수 있는 최적의 결합제 구성과 세라믹입자 의 충진비율에 따른 혼합체(mixture)의 유동특성을 규명하여 사출성형의 적부를 판별 함과 동시에 그 훈련된 상태를 고찰하여 이후의 공정에서 불균일에 의한 결함이 발생 하지 않도록 정확한 성형조건을 제시하고자 한다. 또한 사출성형에 가장 적절한 혼 합체를 선정하여 탈지공정 및 소결을 행하고 각 공정에서의 부품의 수축률 및 결함을 관찰하여 그 결함의 원인 및 제거방법에 대하여 논의할 것이다. 본 논문에서 제시한 각 공정 및 고찰은 중요한 모든 변수들의 경향 및 특성을 다루었으며 정밀한 세라믹부 품의 신속한 생산을 위한 기초 연구로서 실제 산업체에 응용될 수 있을 것으로 사료된 다.

• 청정기술
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• 제18권2호
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• pp.155-161
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• 2012

본 연구의 목적은 분말 사출성형 공정에서 초임계유체를 이용하여 사출성형체로부터 결합제를 효율적으로 제거하는 것이다. 두께 1~2 mm 정도의 얇은 성형체의 경우는 기존의 초임계 추출공정을 이용하여 초기부터 온도, 압력이 높은 조건에서도 아무런 결함 없이 단시간 내에 결합제를 제거할 수 있지만, 시편이 두꺼워질수록 초기에 균열이 발생하기 때문에 일정 공정조건에서는 한계가 있다. 따라서 초기에는 낮은 공정조건에서 시작하여 단계별로 온도와 압력을 상승시키는 초임계 가변 조건 탈지공정을 연구하였다. 두께 1~4 mm의 세라믹 사출성형체 시편을 사용하여 여러 가지 초임계 조건에서 탈지실험을 수행하여 두꺼운 세라믹 사출성형체에 균열이 생기지 않으면서 가장 추출수율이 높은 가변조건 공정의 초기조건을 설정하였다. 이렇게 설정한 초기조건을 시작으로 직경 10 mm, 두께 4 mm의 두꺼운 세라믹 사출성형체 시편을 온도 333.15~343.15 K, 압력 12~27 MPa, $CO_2$ 유량 0.5~1.0 L/min 범위에서 단계별로 상승시켜 최종적으로는 5시간동안 95% 이상의 파라핀 왁스 결합제를 제거할 수 있었다.

• 유변학
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• 제2권1호
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• pp.67-78
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• 1990

세라믹 분말의 사출성형성을 평가하기 위하여 다양한 혼합체 시스템에 대한 혼합도 와 유변학적 성질을 질화규소 미세분말의 부피비를 변화시키면서 조사하였다. 열가소성 결 합체 시스템은 폴리에틸린 폴리에틸렌 왁스 그리고 미소량의 첨가제를 혼합하여 사용하였 다. 혼합성능을 평가하기 위하여 비분산혼합에서는 총접촉면적비를 그리고 분산혼합에서는 총파괴표면적비를 혼합척도로서 사용하여 정성적으로 모형화하였다. 사용된 혼합기내의 유 동장을 해석하기 위하여 뉴우톤유체를 가정하여 유동해석을 수행하였다. 혼합물의 혼합도는 각각 5분 30분 동안 혼합된 시편을 주사전자현미경 사진에 의해 관찰하여 평가하였다. 또한 혼합물의 사출성형성 그리고 혼합질 점도 토우크 곡선 사이의 관계를 규명하기 위하여 전단 변형를 속도를 따른 점도를 모세관 점도계를 사용하여 측정하였으며 질화규소의 부피비가 60%일 때까지는 만족할 만한 성형성과 혼합질을 가짐을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
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• pp.298-299
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• 2001

안경렌즈는 유리를 연마하여 제작하거나 단량체를 세라믹 금형에 넣어 캐스팅공법으로 플라스틱 렌즈를 만드는 것이 일반적인 방법이었다. 한편 사출성형에 의한 렌즈 및 안경의 제작은 광학적으로 우수한 재료 및 금형을 개발하지 못하여 국내에서는 시도조차 못하는 형편이다. 구미나 유럽의 일부 국가는 PMMA 및 PC를 이용하여 안경 및 안경렌즈를 개발하고 있으며, 이는 공정을 대폭 줄이기 때문에 대량 생산 및 원가 절감을 이룩할 수 있다. 본 연구에서는 PMMA 및 PC를 이용하여 그동안 성형할 때에 가장 문제가 되었던 오목 렌즈를 제작하기 위한 근본적인 금형 설계의 문제점 해결과 이를 이용한 일체형 안경과 고강도 렌즈의 제작을 고찰하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제2권1호
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• pp.37-42
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• 2001

본 연구는 산학협력의 일환으로 이루어 졌으며 사출성형 제품의 기능을 극대화시켜 부가가치를 높이는 방안을 제시하였다. 주된 내용은 다기능성 안경집의 설계 및 제작, 접철식 통발의 설계 및 제작 등이며 기능성 세라믹의 첨가 및 색상조화에 의한 품질 향상도 논의하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.21-26
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• 2014

치과에서 사용되는 구강 치료용 요오드 용기는 개폐 시 용기의 캡에 부착되어 있는 칼날에 의해 치료용 실은 절단이 된다. 금속의 칼날은 요오드 용액과 반응하여 단기간에 부식이 되는 문제로 인해 환자의 위생에도 영향을 준다. 이러한 문제를 해결하기 위해 최근 세라믹 칼날로 대체되어진 제품들도 개발되어 생산되는데, 이때 세라믹 칼날은 수작업과 기계가공을 통해 만들어 진다. 본 연구에서는 세라믹 칼날을 분말사출성형공정으로 대량 생산할 수 있도록 20Cavity의 균일 충전을 위한 유동 시스템을 제안하였다. Moldflow를 이용하여 20cavity 유동성에 대한 시뮬레이션을 진행하였고, 금형제작과 수정을 통해 금형을 완성하였다. 사출성형 후 탈지와 소결공정을 통해 완성하고, 금형에 세라믹 칼날을 인서트 사출하여 캡 제품을 완성하였다. 본 연구를 통해 유효한 절단 성능을 갖는 세라믹칼날 대량생산 가능성을 검증하였다.

• 한국음향학회지
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• 제28권8호
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• pp.796-805
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• 2009

본 논문에서는 분말사출성형공정 (PIM)을 이용하여 1-3형 압전복합체용 PZT 프리폼 (preform)의 제조에 대한 연구를 수행하였다. PZT 분말을 이용해 제조한 피드스탁 (feedstock)의 점도 및 PVT 특성을 측정하였다. 또한 상용 프로그램인 3D-Timon 프로그램을 이용하여 PIM 제조공정 중 사출 성형체의 충진패턴 온도, 압력분포 및 성형 결함 등을 분석하고, 금형 시스템 및 제조공정을 최적화하였다. 최적화된 PIM 제조공정 조건을 사용하여 PZT rod가 균일하게 분포된 1-3형 압전복합체용 PZT 프리폼을 제조할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권5호
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• pp.395-400
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• 2004

세라믹 사출성형시 결합체의 조성에 따른 혼합물의 유동학적 특성과 제조조건에 따른 시편의 결함 생성 및 탈지공정에 대하여 조사하였다. 2wt%의 stearic acid를 코팅한 세라믹 분말(65wt% $Al_{2}O_{3}$ㆍ35 wt% 장석)에 결합체로 15,20 및 25wt%의 Paraffin Wax (PW)와 High Density Polyethylene(HDPE)을 첨가하여 $160^{\circ}C$에서 2시간 혼합하였다. Capillary rheometer로 측정한 혼합물의 겉보기 점도는 shear rate가 $1000s_{-1}$일 때 80~300Pa.s로 사출성형에 적합한 유동성을 나타내었으며, 결합제의 조성에 의존하였다. 결합제의 조성이 15H5P5(총 15wt%의 결합체중, HDPE/PW 비=5:5)인 사출성형 시편은 사출압력과 관계없이 short shot가 생성되었으나, 사출압력이 45kgf/$cm^{2}$인 10H5P5 사출성형 시편은 결함이 관찰되지 않았다. 사출성형 시편 중의 pw를 $70^{\circ}C$의 n-heptane 용매에서 5시간동안 침지하여 제거한 후, $450^{\circ}C$에서 5시간 열처리하여 HDPE를 제거하였다. PW의 추출에 의해 형성된 연속기공을 통하여 HDPE의 효과적인 제거와 기계적 강도의 손상없이 사출성형이 가능한 결합체 조성은 20H5P5이었다. $1300^{\circ}C$에서 5시간 소결한 20H5P5 시편의 부피비중은 2.8, 기공률은 3% 이하 및 3점곡강도는 약 2,400kgf/$cm^{2}$으로 구조용 재료로서 사용이 가능하였다.

• 청정기술
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 2008

초임계이산화탄소를 이용하여 세라믹 사출성형체로부터 파라핀왁스를 제거하였다. 파라핀왁스는 세라믹사출성형 공정에서 바인더로 사용되는 물질이다. 파라핀왁스 제거의 최적조건을 찾기 위해 온도, 압력, 이산화탄소의 유량에 대한 영향을 조사하였다. 온도는 328.15 - 348.15 K, 압력은 15 - 30 MPa 범위에서 조절하였으며, 이산화탄소의 유속을 변화시켜가면서 파라핀왁스의 제거율을 측정하였다. 파라핀왁스의 제거율은 압력의 증가에 비례하였다. 온도는 파라핀왁스의 녹는점인 329.15K 이상일 때 파라핀왁스의 제거가 효과적이었고, 더 높은 온도에서는 더 이상의 효과가 없었다. 이산화탄소의 유량 증가에 따라 파라핀 제거율이 향상되었지만 어느 양 이상이 되면 더 이상 효과가 없었다. 파라핀왁스를 보다 더 효과적으로 제거하기 위해 프로판을 공용매로 사용하였다. 초임계이산화탄소에 프로판을 첨가했을 경우 제거율이 향상되었으며, 사출성형체의 구조나 모양에 어떠한 변화도 없이 파라핀왁스를 완전하게 제거할 수 있었다.