Powder injection molding (PIM) uses the shaping advantage of injection molding but is applicable to metals and ceramics. This process combines a small quantity of polymer with an inorganic powder to form a feedstock that can be molded. After shaping, the polymeric binder is extracted and the powder is sintered, often to near-theoretical densities. According1y, PIM delivers structural materials in a shaping technology previously restricted to polymers. The process overcomes the shape limitations of traditional powder compaction, the costs of machining, the productivity limits of isostatic pressing and slip casting, and the defect and tolerance limitations of conventional casting. Since 1980s when major attention was given to PIM process, it has been widening the application area from small parts with complex shape and tailored properties to structural parts requiring strength and ductility as in automotive, military and medical industries.
In the mold-manufacturing field, various methods of advanced production technology are being used in the production of industrial-grade gear pulleys. Among the current methods are injection molding, hoop molding, insight molding, two-material molding, compound-mold molding, as well as engineering plastic mold. Currently, casting pulleys are inexpensive because they are produced in small quantities. However, they produce complications during the manufacturing process, are very unreasonable for mass production, and are disadvantageous in cost competitiveness. Pulleys are divided into hundreds of kinds and thousands of kinds, so the production methods vary. As these pulleys are made of a single material by a casting and welding method, they are not manufactured using injection molds consisting of different materials. In this research, pulleys, shafts, and reinforced plastic materials were incorporated using ANSYS software, and a low-cost, lightweight technology was applied for trial production with optimum design and extrusion technology.
This paper is presented for showing the effect of cooling rate on dendrite arm spacing, correlated with the chilling power of molding materials (conventional plaster, foamed plaster, silica sand) and section thickness, and also showing relationship between dendrite arm spacing and mechanical properties for an aluminum - 8.6 percent silicon - 3.6 percent copper alloy. Local solidification time $(t_f)$ and secondary dendrite arm spacing (d) could be varied widely in accordance with the molding materials and casting thickness, and the following relationship is obtained: $d=9.4t_f\;^{0.31}$ A good correlation between dendrite arm spacing and mechanical properties such as ultimate tensile strength, yield strength, hardness was found, that is, mechanical properties decreased in a linear manner with increase in log of secondary dendrite arm spacing. Ultimate tensile strength in conventional plaster mold casting decreased by 15 percent comparing with the sand casting, where as in foamed plaster mold casting, it decreased by 30 percent comparing with the sand casting. From those results, it has been verified that DAS might be the most representative parameter for predicting mechanical properties varing with the different cooling condition.
Macro-porous carbon foams are fabricated using cured spherical phenolic resin particles as a matrix and furfuryl alcohol as a binder through a simple casting molding. Different sizes of the phenolic resin particles from 100-450 ㎛ are used to control the pore size and structure. Ethylene glycol is additionally added as a pore-forming agent and oxalic acid is used as an initiator for polymerization of furfuryl alcohol. The polymerization is performed in two steps; at 80℃ and 200℃ in an ambient atmosphere. The carbonization of the cured body is performed under Nitrogen gas flow (0.8 L/min) at 800℃ for 1 h. Shrinkage rate and residual carbon content are measured by size and weight change after carbonization. The pore structures are observed by both electron and optical microscope and compared with the porosity results achieved by the Archimedes method. The porosity is similar regardless of the size of the phenolic resin particles. On the other hand, the pore size increases in proportion to the phenol resin size, which indicates that the pore structure can be controlled by changing the raw material particle size.
본 논문에서는 사출성형법과 용매를 이용한 필름 캐스팅 방법을 혼용하여 MWNT/PMMA 나노복합재료의 제작방법을 확립하였다. 본 제작법을 이용하여, PMMA 모재 내에서 MWNTs의 분산도를 향상시킬 수 있었고 또한 분산상을 유지하면서 복합재료를 제작할 수 있었다. 제작된 복합재료의 기계적 물성을 측정하였고, 주사현미경 사진을 이용하여 파단면에서의 분산도를 확인해 보았다. 아울러 계면활성제가 MWNTs의 분산도 향상 및 기계적 물성 향상에 미치는 영향을 알아보았다
Various manufacturing technologies, including over-molding and insert-injection molding, are used to produce hybrid plastics and metals. However, there are disadvantages to these technologies, as they require several steps in manufacturing and are limited to what can be reasonably achieved within the complexities of part geometry. This study aims to determine a practical approach for producing metal/plastic hybrid components by combining plastic injection molding and metal die casting to create a new hybrid metal/plastic molding process. The integrated metal/plastic hybrid injection molding process developed in this study uses the proven method of multi-component technology as a basis to combine plastic injection molding with metal die casting into one integrated process. In this study, the electrical conductivity and ampacity were verified to qualify the new process for the production of parts used in electronic devices. The electrical conductivity was measured, contacting both sides of the test sample with constant pressure, and the resistivity was measured using a micro ohmmeter. Also, the specific conductivity was subsequently calculated from the resistivity and contact surface of the conductor path. The ampacity defines the maximum amount of current a conductive path can carry before sustaining immediate or progressive deterioration. The manufactured hybrid multi-components were loaded with increasing currents, while the temperature was recorded with an infrared camera. To compare the measured infrared images, an electro-thermal simulation was conducted using commercial CAE software to predict the maximum temperature of the power loaded parts. Overall, during the injection molding process, it was demonstrated that multifunctional parts can be produced for electric and electronic applications.
So far, an alternator pulley has been formed by cold forging and casting with a metal due to the necessity of its high strength. Various advantages such as the light weight, the low cost, and the high productivity can be obtained by the injection molding process using engineering plastics. Engineering plastics have an excellent performance in the characteristics off strength vs. weight, a good forming ability and a productivity. The object of this study is to develop an alternator pulley, which has been made with a metal, using the injection molding process based on Taguchi methods. A sink mark is considered as a characteristic parameter to improve the quality. The FEM Simulation CAE tool, Moldflow, is used for the analysis of injection molding process.
본 고는 현재 전기적 응용을 위한 수지 절연물의 진공/가압 수지-주형처리 분야에서 가장 앞선 기술과 연구개발력을 보유하고 있는 스위스의 Ciba-Geigy사와 최신의 진공성형 시스템을 개발, 생산하고 있는 독일의 Hedrich사 및 진공주형/자동가압 성형장비를 생산하는 스위스의 Vogel사 등을 최근에 방문하여 Epoxy, Polyurethane, Polyester 및 Silicone 수지 등의 수지절연시스템을 가지고 구조적으로 기포가 없으며 전기적, 기계적, 열적특성이 매우 우수하고 매끄러운 표면이 요구되는 수지 mold제품을 생산하는데 적용되고 있는 진공 수지-주형처리기술의 현황과 아울러 경화시간을 크게 단축시켜 생산자동화가 가능한 최신의 자동가압겔화(Automatic pressure gelation)/주입몰드공정(Injection molding process)의 특징 및 기술개발현황에 대해 파악한 내용을 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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