• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3396-3402
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• 2014

세라믹 사출공정(CIM)으로 성형되는 전자제품 케이스와 같은 판상 제품은 강도 보장을 위한 형상설계가 매우 중요하다. 본 연구에서는 CIM으로 성형된 판상 시편의 두께에 따른 3점 굽힘 시험을 통해 굽힘 강도 및 탄성계수를 도출하여 기계적 특성을 분석했다. 두께 0.48mm 시편은 파단하중이 82.9~94.5N이고, 1.0mm 시편은 233.6~345.8N으로 측정되었다. 시편의 두께가 0.5mm 증가했을 때, 파단하중은 3배가 증가하고 탄성계수는 20%가 감소하는 경향을 확인할 수 있었다. 또한 비커스 경도시험을 통해 시편의 두께가 두꺼워질수록 상대밀도와 표면경도가 작아지는 것을 보였다. 이러한 현상은 두께가 두꺼울수록 소결공정 이후 세라믹 혼합물 중 세라믹 분말의 체적분율이 작아지기 때문으로, 이에 따라 기계적 물성이 부분적으로 변할 수 있음을 실험과 해석결과 비교 분석을 통해 밝혔다.

• 한국염색가공학회지
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• 제34권2호
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• pp.117-126
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• 2022

In this study, thermoplastic composites were manufactured using ABS(acrylonitrile butadiene styrene), PC(polycarbonate), and POE(polyolefin elastomer), which are thermoplastic plastics. Twin screw extruder and injection molding were used to manufacture thermoplastic composites. When the ABS/PC/POE thermoplastic composite material was manufactured, the POE mass fraction was set to 1 to 5 wt.%, and the thermal and mechanical properties according to the POE mass fraction were analyzed. Based on the physical properties of ABS/PC/POE, a 3D model in the form of an e-bike frame was created. After setting the boundary conditions, when an external load is applied, geometry simulation was performed to predict product performance. The ABS/PC/POE thermoplastic composite material exhibited the best physical properties when the mass fraction of POE was 3 wt.%. In the simulation results for the physical properties of the 3D model in the form of an e-bike frame, the best physical properties were shown when the mass fraction of POE was 2 ~ 3 wt.%. As a result, the manufacturing conditions for ABS/PC/POE thermoplastic composite materials were set, and research was conducted to reduce product development costs and development time.

• Design & Manufacturing
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• 제14권1호
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• pp.15-21
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• 2020

Smart systems in different application areas such as automotive, medical and consumer electronics require a novel manufacturing method of electronic, optical and mechanical functions into products. Traditional methods including mechanical assembly, bonding of plastic and electronic circuit cause the problems in large size of products and complicated manufacturing processes. In this study, thermoforming and film insert molding were applied to fabricate a dome shaped plastic part embedded with electronic circuits. The deformation of patterns printed on PET film was predicted by thermoforming simulation using T-SIM, and the results were compared with those by experiment. In order to decrease spring-back after thermoforming, the Taguchi method of design of experiment was used. Through ANOVA analysis, it was found that mold temperature was the most dominant parameter for spring-back. By using flow analysis, gate design was performed to decrease injection pressure. During film insert molding, the wash-out of ink printed on film occurred for Polycarbonate. When the resin was changed to PMMA, the wash-out disappeared due to low melt temperature.

• 폴리머
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• 제36권6호
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• pp.685-692
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• 2012

사출성형공정은 충전, 보압, 냉각, 이형 및 취출 순서로 이루어진다. 이러한 공정 중 보압단계에서 캐비티 내에 가장 큰 압력이 주어진다. 따라서 캐비티 내압은 보압전환 시점과 보압의 크기에 가장 크게 영향을 받는다. 캐비티의 큰 내압은 금형에 큰 응력을 집중시켜 금형을 손상시킬 우려가 있으므로 캐비티 내압을 관찰하고 조절하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 이론해석과 실험을 통하여 보압전환 시점과 보압의 크기에 따라 캐비티 내압을 분석하였다. 보압전환 시점이 늦어짐에 따라서 내압이 증가하였다. 또한 보압전환이 늦어지면서 충전시간이 길게 되어 전체적으로 압력을 받는 시간이 길어져 보압 이후 냉각이 끝난 후에도 잔여압력이 존재하였다. 캐비티 내의 압력은 보압크기가 커질수록 비례적으로 증가하는 경향을 보였다. 역시 보압의 크기가 클수록 냉각 후 잔여압력이 증가하였다. 결과적으로 보압전환 시점이 늦고 보압크기가 크면 캐비티 내에 높은 압력이 형성되고 냉각이 끝난 후에도 잔여압력이 존재함을 알 수 있었다. 실험과 해석을 비교해 보았을 때 전체적인 경향은 매우 유사하였으나 해석에서는 잔여압력을 예측하지 못하였다. 캐비티 내압 조절을 위해서는 보압조건의 설정이 중요하며 CAE 해석을 통하여 최적 조건 설정이 가능함을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.47-55
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• 2011

K사의 고무 사출성형에 있어서 애로사항인 등속조인트 부트(boots)의 크 (crack) 발생 등의 문제점을 해결하기 위하여, 상용 CAE 프로그램인 MOLDFLOW(Ver. 5.2)를 이용한 전산모사를 수행하여 적정금형설계를 도출하고 적정작업조건을 구축하였다. 그 결과 크 의 발생 원인은 크 이 발생하는 위치에 형성되는 weld 및 meld line의 형성 때문이고, 또한 크 이 발생하는 위치에서의 가류(curing)가 불완전한 것이 확인되었다. 이와 같은 weld 및 meld line의 형성을 방지하기 위해서 게이트(gate)의 위치를 변경하고 최적위치에 설계함으로써, 유동선단(melt front)의 충돌 또는 수지흐름의 만남을 최소화하는 충전패턴(fill pattern)을 형성하고 부트 안쪽 하단의 크 발생을 방지하였다. Weld 및 meld line과 에어트랩(air trap) 불량이 가장 큰 게이트 위치는 각각 최적 게이트위치를 기준으로 서로 정반대 방향임이 관찰 되었다. 한편 몰드(mold)의 온도를 $170^{\circ}C$로 유지하게 함으로써 크 이 발생했던 위치에 가류조건을 만족시켰다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.201-204
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• 2001

A Confocal Laser Scanning Microscope (CLSM) is applied to determine three-dimensional fiber orientation states in injection-molded short fiber composites. Since the CLSM optically sections the composites, more than two planes either on or below the surface of composites can be obtained. Therefore, three dimensional fiber orientation states are determined without destruction. To predict the orientation states, velocity and temperature fields are calculated by using a hybrid FEM/FDM method. The change of orientation state during packing stage is also considered by employing a compressible Hele-Shaw model. The predicted orientation states show good agreement with measured ones. However, some differences are found at the end of cavity. They may result from other effects, which are not considered in the numerical analysis.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집C
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• pp.251-256
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• 2001

Deformation analysis of injection molded articles whose geometry is considered as the assembly of the thin flat plates has been conducted. For the in-mold analysis, thermo-viscoelastic stress calculation of rheologically simple amorphous polymer and in-mold deformation calculation considering the in-plane mold constraint has been done. Free volume theory has been used for the non-equilibrium density state by the fast cooling. At ejection, the redistribution of stress together with instantaneous deformation has been considered. During out-of-mold cooling after ejection, thermoelastic model based on the effective temperature has been adopted for the calculation of deformation. Two typical mold geometries are used to test the numerical simulation.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권5호
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• pp.121-128
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• 2012

The optimization of cooling system parameters for designing injection mold is very important to acquire the highest part quality. In this paper, the integration of computer simulations of injection molding and Analysis of Variance(ANOVA) with orthogonal array was used as a design tool to optimize the cooling system parameters aimed at minimizing the part warpage. The design optimizer was applied to find the optimum levels of cooling system parameters for a dustpan. This optimization resulted in more uniform temperature distribution over the part and significant reduction of a part warpage, showing the capability of present method as an effective design tool. The whole optimization process was performed systematically in a proper number of cooling simulations. The design optimizer can be utilized effectively in the industry practice for designing mold cooling system with less cost and time.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1294-1306
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• 1992

본 연구에서는 IBPR 방법을 바탕으로 캐비티형상이 동일평면상에 있지 않은 경우에 대한 준3차원 유동해석과 주입기구가 있는 경우에 대한 유동해석을 별도로 수 행하여 실험결과와 비교하였다.해석결과는 실험과 잘 일치하였으며 그를 통해 앞서 개발한 IBRP방법이 보다 일반적인 경우에서의 캐비티 유동해석으로 확장, 응용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• Design & Manufacturing
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• 제11권3호
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• pp.29-34
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• 2017

Increased demand for parts with micro-pattern structure made of metals, ceramics, and composites in various fields such as medical ultrasonic sensors, CT collimators, and ultra-small actuator parts. Micro powder injection molding (PIM) is a technology for manufacturing micro size, high volume, complex, precision, net-shape components from either metal or ceramic powder. In the present study, a standard mold with a variable insert core capable of producing various micro patterns was investigated. An injection molding test was performed on a standard mold using a line type micro-pattern core having an aspect ratio of 2, a slenderness ratio of 70, a pattern size of $200{\mu}m$, and a pattern spacing of $150{\mu}m$. During the filling process, the deformation of the mold with large aspect ratio and slenderness ratio was analyzed by the experiment and the numerical simulation according to the position of the gate. We proposed a mold structure that minimizes mold deformation by gate modification and enables uniform pattern filling behavior.