• Design & Manufacturing
• /
• 제16권4호
• /
• pp.24-33
• /
• 2022

Fiber-reinforced plastics(FRPs) have excellent specific stiffness and strength, so they are usually used as automotive parts that require high rigidity and lightweight instead of metal. However, it is difficult to predict the mechanical properties of injection molded parts due to the fiber orientation and breakage of FRPs. In this paper, the fiber orientation characteristics and mechanical properties of injection molded specimens were evaluated in order to fabricate automotive transmission side covers with FRPs and design a rib structure for improvement of their rigidity. The test molds were designed and manufactured to confirm the fiber orientation characteristics of each position of the injection molded standard plate-shaped specimens, and the tensile properties of the specimens were evaluated according to the injection molding conditions and directions of specimens. A gusset-rib structure was designed to improve the additional structural rigidity of the target products, and a proper rib structure was selected through the flexural tests of the rib-structured specimens. Based on the evaluation of fiber orientation and mechanical characteristics, the optimization analyses of gate location were performed to minimize the warpage of target products. Also, the deformation analyses against the internal pressure of target product were performed to confirm the rigidity improvement by gusset-rib structure. As a result, it could be confirmed that the deformation was reduced by 27~37% compared to the previous model, when the gusset-rib structure was applied to the joining part of the target products.

• Elastomers and Composites
• /
• 제47권4호
• /
• pp.336-340
• /
• 2012

사출성형품에서 잔류응력은 성형공정 중 열과 전단응력에 의해 형성된다. 잔류응력을 평가하는 방법은 여러 가지가 있는데, 불투명한 제품에서의 잔류응력은 케미칼 크랙킹 테스트 방법으로 측정 할 수 있다. 이 방법은 시편과 솔벤트가 반응하게 하여 측정하는 방법이다. 크랙은 응력의 크기에 따라 형성되기 때문에 크랙의 크기나 수를 측정하여 응력을 정량적으로 측정한다. 본 연구에서는 케미칼 크랙킹 방법으로 잔류응력을 측정하기 위한 기초자료인 응력과 크랙과의 관계를 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 시편을 제작하기 위한 재료는 PC/PBT와 PC/ABS사용하였으며 지그를 이용하여 시편을 변형을 주고 이를 솔벤트에 담궈서 크랙을 유도하였다. 솔벤트는 tetrahydrofuran과 methyl alchol을 이용하여 제조하였다. 두 재료 모두 응력이 어느 정도 이상에서만 크랙이 형성되었으며, 크랙은 응력이 증가함에 따라 대략 2차함수로 증가하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
• /
• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.457-460
• /
• 2000

Injection molding is the most widely used process for the industrial forming of plastic articles. During an injection molding process of composites, the fiber-matrix separation and fiber orientation are caused by the flow of molten polymer/fiber mixture. As a result, the product tends to be nonhomogeneous and anisotropic. Hence, it is very important to clarify the relations between separation·orientation and infection molding conditions. So far, there is no research on the measurement of fiber orientation using image processing. In this study, the effects of fiber content ratio and molding condition on the fiber orientation-angle distributions are studied experimentally. Using the image processing method, the fiber orientation distribution of welding parts in injection-molded products is assessed. And the effects of fiber content and injection mold shapes on the fiber orientation in case of fiber reinforced polymeric composites are studied. experimentally.

• Elastomers and Composites
• /
• 제47권4호
• /
• pp.347-354
• /
• 2012

사출성형에 CAE (Computer Aided Engineering)을 적용함으로써 사출 성형품 설계와 공정조절에 큰 도움이 된다. 또한 성형의 효율성을 최대화하고 개발기간의 단축, 그리고 고품질 제품을 확보하는데 도움이 크다. 특히 신제품 개발에 대한 설계방안을 제시하고 실패율을 감소시킬 수 있다. 현재 사출성형의 CAE는 2D는 물론 3D도 해석이 가능한데 이 두 가지 방식은 약간의 차이를 가짐에도 불구하고 해석 상 차이에 관한 비교 및 일반적인 가이드라인이 정해져 있지 않다. 본 연구에서는 제품의 두께, 형상 그리고 유한요소 수에 따른 2차원 해석과 3차원 해석을 비교하였다. 그리고 실험을 통해 얻은 캐비티 내의 압력과 온도를 해석결과와 비교하였다. 본 연구를 통하여 사출성형의 2D해석과 3D해석에 대한 가이드라인을 제시하고자 하였다.

• 한국자기학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.150-155
• /
• 1998

플라스틱 이방성 페라이트 자석에서 페라이트 분말함량 변화에 레올로지와 자기특성의 변화를 조사하였다. 분말함량 변화에 따른 상대점도의 측정값과 이론식을 비교하였다. 분말함량 증가에 따른 혼합물의 상대점도 증가경향과 플라스틱자석의 분말배향도의 감소경향은 정확히 일치하였다. 일정한 자장하에서 사출성형된 플라스틱 이방성 페라이트 자석에서 잔류자속밀도와 최대자기에너지적은 분말함량 증가에 따라 적선적으로 증가하다가 다시 감소하여 극대값을 나타냈으며, 극대값 이후의 자기특성 가소는 분말배향도의 급격한 감소에 기안하였다. 자기특성 극대값을 나타내는 분말한량은 사출형성시 자장의 세기와 결합체의 용융점도에 의존하며, 높은 자기특성을 위해서는 낮은 용융점도의 결합제 사용이 필요하다.

• Design & Manufacturing
• /
• 제2권2호
• /
• pp.15-19
• /
• 2008

In this paper, the automatic assembly and packaging system was developed for PET blow molding products. The PET blow molding products mainly are used in groceries case and are in great demand. Generally, the molding process is compose of 4 processes such as plastic resin injection, molding, ejecting and packaging. In case of packaging process, although amount of work per hour is very large, all processes are still performed by the manual work. For this reason, the automatic packaging system was developed with the function of automatic hand-grip part assembly. For the development of system, the existing processes and the shape of molding product were analyzed and specifications were deducted. Finally, the automatic assembly and packaging system was developed and applied to the manufacturing field.

• Elastomers and Composites
• /
• 제50권3호
• /
• pp.184-188
• /
• 2015

There is a need for light weight and high stiffness characteristics in the building structure as well as aircraft and cars. So fiber reinforced plastic with the addition of reinforcing agent such as glass fiber, carbon fiber, aramid fiber is utilized in this regard. In this study, mechanical strength, flow property and part shrinkage of glass fiber and carbon fiber reinforced PA6 were examined according to reinforcement content such as 10%, 20%, and 30%, and reinforcement type. The mechanical property was measured by a tensile test with specimen fabricated by injection molding and the flow property was measured by spiral test. In addition, we measured the part shrinkage of fiber reinforced PA6 that affects part quality. As glass fiber content increases, mechanical property increased by 75.4 to 182%, and flow property decreased by 18.9 to 39.5%. And part shrinkage decreased by 52.9 to 60.8% in the flow direction, and decreased by 48.2 to 58.1% in the perpendicular to the flow direction. As carbon fiber content increases, mechanical property increased by 180 to 276%, flow property decreased by 26.8 to 42.8%, and part shrinkage decreased by 65.0 to 71.8% and 69.5 to 72.7% in the flow direction and the direction perpendicular to the flow respectively.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권8호
• /
• pp.5074-5081
• /
• 2015

플라스틱 제품의 휨을 개선하기 위한 방법은 사출성형 공정에서 일어나는 불균일한 냉각을 균일하게 만들어 플라스틱 제품의 잔류응력을 제거하는 방법이다. 본 연구는 균일한 냉각을 위하여 펠티에 소자를 사용하여 급속가열 냉각 장치를 개발하였다. 급속냉각 가열 장치(RCHD)를 제작하여 전통적인 수냉 장치(TWCD)방식과 급속냉각 가열 장치방식에 따른 휨을 비교 분석하였고, 비결정성 수지인 ABS 수지를 사용하였다. 사출성형 조건인 보압시간, 금형온도, 냉각시간, 보압에 따라 휨의 변화량을 측정 비교하였고, 비결정성 ABS 수지에서 급속가열 냉각 장치 냉각방식이 전통적인 수냉방식 보다 휨이 더 적게 발생하고, 위의 결과들로 보아 조금 더 균일하게 냉각되는 것을 알 수 있었다. ABS 폴리머의 분포 상태를 SEM 사진을 통해서 확인하였다. 전통적인 수냉방식은 폴리머의 분포상태가 조밀하게 분포되어 있고, 급속냉각 가열 방식은 전통적인 수냉방식 보다 넓게 분포되어 있었다. 이것은 냉각이 균일하게 이루어지고, 금형의 온도가 서서히 진행되면서 폴리머의 입자가 커지게 되는데, 이것은 내부응력이 줄어든 것을 의미한다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제75권3호
• /
• pp.369-376
• /
• 2020

The life of conventional steel plastic injection molds is long but manufacturing cost and time are prohibitive for using these molds for producing prototypes of products in limited numbers. Commonly used 3D printers and rapid prototyping methods are capable of directly converting the digital models of three-dimensional solid objects into solid physical parts. Depending on the 3D printer, the final product can be made from different material, such as polymer or metal. Rapid prototyping of parts with the polymeric material is typically cheaper, faster and convenient. However, the life of a polymer mold can be less than a hundred parts. Failure of a polymeric mold during the injection molding process can result in serious safety issues considering very large forces and temperatures are involved. In this study, the feasibility of the inspection of 3D printed molds with the surface response to excitation (SuRE) method was investigated. The SuRE method was originally developed for structural health monitoring and load monitoring in thin-walled plate-like structures. In this study, first, the SuRE method was used to evaluate if the variation of the strain could be monitored when loads were applied to the center of the 3D printed molds. After the successful results were obtained, the SuRE method was used to monitor the artifact (artificial damage) created at the 3D printed mold. The results showed that the SuRE method is a cost effective and robust approach for monitoring the condition of the 3D printed molds.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.1807-1812
• /
• 2014

플라스틱은 형상의 구애를 거의 받지 않아 자유 곡면형상을 표현할 수 있고, 다양한 색상과 저렴한 가격으로 대량으로 생산할 수 있는 장점을 가지고 있으며, 차량의 경량화 부품소재로 많이 사용되고 있는 가운데 자동차 도어필러 성형은 엔지니어링 플라스틱을 사용하는 대표적인 예로서, 사출성형으로 생산되고 있다. 이러한 방법으로 생산된 부품은 대부분 외관 부품으로 사용되어 표면에 대한 불량 제거가 무엇보다 중요하며, 이를 위해 마지막 공정으로 폴리싱 작업을 수행하고 있다. 작업자에 의해 이루어지는 폴리싱 작업은 많은 힘을 요구하며, 이로 인해 작업자들의 피로도가 높은 공정으로 분류되어 기피공정이 되고 있다. 본 연구에서는 영상처리를 이용하여 폴리싱 공정의 작업을 작업자와 연계하여 불량위치를 검출하고 폴리싱 공정을 자동으로 수행할 수 있도록 폴리싱 자동화 장비의 개발하였다. 이를 통해 생산시간 단축(30초)및 작업인원 1명 감소로 생산단가의 경쟁력을 높이는 개선효과를 기대하게 되었다.