• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.3625-3630
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• 2013

도어 모듈은 모듈화의 대표적인 예로 여러 부품들은 모듈형태로 완성하여 완성차 업체의 원가절감 및 조립시간 단축, 품질 향상 등에 큰 기여를 이루었다. 주요 부품중의 하나인 Door carrier plate는 주로 steel을 이용한 press 성형이 주였으나 최근에는 PP-LFT(유리 장섬유 강화PP)를 사용한 사출 공법을 적용함으로써 형상자유도를 높혀 모듈에 부착되는 많은 종류의 부품들을 통합할 수 있게 되었으며 중량 절감을 이룰 수 있게 되었다. 하지만 사출 성형시 제품의 형상 및 gate위치 설정의 한계성과, LFT의 특성에 의하여 변형이 비교적 심해 일반적으로 시사출 진행 후 보상 가공을 진행하여 조립성을 개선한다. 이러한 사후 수정 공정은 금형의 품질 저하 및 생산원가 상승의 주요인이다. 부분적으로 사출 CAE를 적용하여 warpage정도를 예측하나 그 신뢰성 확보에 어려움을 겪고 있다. 따라서 LFT를 사용하는 Door carrier plate에 대한 해석 신뢰성을 확보할 수 있는 기법으로 hyper-mesh에서 1차 mesh작업 후 moldlfow 자체 tool을 이용하여 mesh의 두께 구현성을 높혔으며, fiber orientation해석을 위하여 ARD-RSC model을 적용하였다.

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

• 한국CDE학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.41-48
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• 2006

This paper describes hexahedral mesh generation for various shell structures, such as automobile bodies, plastic injection mold components and sheet metal parts by using chordal surfaces. After generaling one-layered tetrahedral mesh by an advancing front algorithm, the chordal surfaces are constructed by cutting of tetrahedral elements. Since the choral surfaces are composed of tri/quad elements with poor quality, they are transformed into quadrilateral elements with good quality. Hexahedral elements are then generated by offsetting these quadrilateral elements. The boundary nodes of hexahedral elements are generated on the outer surfaces of the original shell structures. Sample models including nonuniform thickness have been tested to validate the proposed algorithm.

• Journal of Computational Design and Engineering
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• 제1권1호
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• pp.48-54
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• 2014

In this paper, the authors propose a system for assisting mold designers of plastic parts. With a CAD model of a part, the system automatically determines the optimal ejecting direction of the part with minimum undercuts. Since plastic parts are generally very thin, many rib features are placed on the inner side of the part to give sufficient structural strength. Our system extracts the rib features from the CAD model of the part, and determines the possible ejecting directions based on the geometric properties of the features. The system then selects the optimal direction with minimum undercuts. Possible ejecting directions are represented as discrete points on a Gauss map. Our new point distribution method for the Gauss map is based on the concept of the architectural geodesic dome. A hierarchical structure is also introduced in the point distribution, with a higher level "rough" Gauss map with rather sparse point distribution and another lower level "fine" Gauss map with much denser point distribution. A system is implemented and computational experiments are performed. Our system requires less than 10 seconds to determine the optimal ejecting direction of a CAD model with more than 1 million polygons.

• 폴리머
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• 제35권1호
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• pp.1-6
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• 2011

사출성형은 고온의 수지를 고압으로 금형에 충전하고 냉각하여 제품을 만드는 공정으로 큰 온도차이와 고압에 의해 성형품에 잔류응력이 형성된다. 이러한 잔류응력은 시간이 지남에 따라 이완되면서 제품에 변형을 일으켜 형상 품질을 저하시킨다. 본 연구에서는 광탄성 장치를 이용하여 투명한 사출성형품의 잔류응력을 측정하는 방법을 연구하였다. 빛은 전자파처럼 진행하는데 편광필름을 통과하면 하나의 파장만이 진행하게 된다. 그 파장이 시편을 통과하면서 시편에 존재하는 잔류응력 때문에 복굴절이 형성되고 두 번째 편광필름을 통과하면서 다양한 색의 패턴을 보이게 된다. 이 색의 패턴을 이용하여 사출성형으로 제작된 사각평판의 잔류응력을 정량적으로 측정하였다. 또한 컴퓨터 해석을 통해 사출성형품의 광학적 특성을 예측하였으며 실험과 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.5737-5742
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• 2015

인서트 사출 성형은 용융 플라스틱을 인서트가 삽입된 금형에 주입하는 공정이다. 사출 과정 중에 인서트는 용융 플라스틱이 가하는 압력에 의해 변형될 수 있다. 인서트의 변형은 인서트 주변의 유로 폭을 변화시키고, 이것은 미성형이나 성형품의 뒤틀림 같은 심각한 결함을 야기시킬 수 있다. 인서트의 변형을 감소시키기 위해서는 게이트 시스템, 인서트 형상, 성형 조건 등을 성공적으로 설계해야 한다. 본 연구에서는 BLDC 모터 고정자의 사출 성형 시 발행하는 인서트의 변형을 수치해석을 통하여 분석하였다. 인서트 변형을 감소시키기 위하여 게이트 위치와 인서트 형상을 수정하였다. 마지막으로, 수정된 설계로 사출 성형을 수행하고, 변형이 감소되었음을 확인하였다.

• 실천공학교육논문지
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• 제8권2호
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• pp.121-128
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• 2016

사출 성형 공정에서 외관 품질 문제는 대부분의 성형품에서 발생한다. 금형의 열역학적 설계 중의 하나는 어떠한 위치에서 캐비티 표면 온도가 되도록 균일하게 상승하는 것으로 수행된다. 실험적인 평가를 바탕으로 최적의 사출 성형 조건에서 성형품의 미려한 외관 품질을 위해서 캐비티 벽 온도와 다듬질 가공된 캐비티 표면이 성형품의 외관 문제를 피할 수 있는 가장 중요한 요소이다. 또한 잘못된 게이트 형식과 위치 선택은 성형품의 품질에 상당한 영향이 있어서, 각 캐비티로 부터 올바른 러너 밸런스를 유지하는 것은 매우 중요하다. 실질적으로 생산 현장에서 이행될 수 있는 사출 성형 품질을 위한 최적의 금형 설계와 실무 금형 기술 능력 향상을 위해서 현장 교육을 위한 실무적인 금형기술 과정의 교육훈련 모델을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.395-399
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• 2017

자동차에 사용되는 LPI 연료필터 하우징 제품은 기존 다이캐스팅 공정에서 냉간 단조 공정으로 개발하여 경량화 및 내구성을 향상하였다. 하지만 T자형 단조 형상이기 때문에 제품을 생산하였을 경우 제품의 싱크 문제가 발생하게 된다. 이로 인해 제품의 후처리 가공 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 성형 해석 시뮬레이션을 이용해 문제를 예측하고 개선방안에 대해 연구했다. 성형 해석 시뮬레이션을 이용하여 문제를 개선하기 위해 완전 성형이 가능한 최적 블랭크의 부피를 결정하였다. 그리고 최적의 블랭크 부피에 맞춰 성형 해석 시뮬레이션을 수행하였고 싱크 현상을 가시화했다. 싱크 현상을 개선하기 위해 냉간 단조 공정 진행 시 싱크 부 밑 부분에 패드를 받침으로 싱크 현상을 개선하였다. 적정한 패드력을 구하기 위해 파라미터 스터디를 진행하였고, 적정한 패드력으로 공정 진행 시 싱크 문제를 개선하였다. 그리고 실제 산업 현장에 적용하여 싱크 문제 개선에 대한 검증을 수행했다.

• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.55-61
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• 2023

With femtosecond (fs) laser pulse irradiation on metals, various types of nano- and micro-scale structures can be naturally induced at the surface through laser-matter interaction. Two notable structures are laser-induced periodic surface structures (LIPSSs) and cone/spike structures, which are known to significantly modify the optical and physical properties of metal surfaces. In this work, we irradiate fs laser pulses onto various types of metals, cold-rolled steel, pickled & oiled steel, Fe-18Cr-8Ni alloy, Zn-Mg-Al alloy coated steel, and pure Cu which can be useful for precise molding and imprinting processes, and adjust the morphological profiles of LIPSSs and cone/spike structures for clear structural coloration and a larger range of surface wettability control, respectively, by changing the fluence of laser and the speed of raster scan. The periods of LIPSSs on metals used in our experiments are nearly independent of laser fluence. Accordingly, the structural coloration of the surface with LIPSSs can be optimized with the morphological profile of LIPSSs, controlled only by the speed of the raster scan once the laser fluence is determined for each metal sample. However, different from LIPSSs, we demonstrate that the morphological profiles of the cone/spike structures, including their size, shape, and density, can be manipulated with both the laser fluence and the raster scan speed to increase a change in the contact angle. By injection molding and imprinting processes, it is expected that fs laser-induced surface structures on metals can be replicated to the plastic surfaces and potentially beneficial to control the optical and wetting properties of the surface of injection molded and imprinted products.

• Design & Manufacturing
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• 제17권1호
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• pp.48-55
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• 2023

In this study, on the structure simulation for manufacturing a high strength/light weight 48V battery housing for a mild hybrid vehicle was conducted. Compression analysis was performed in accordance with the international safety standards(ECE R100) for existing battery housings. The effect of plastic materials on compressive strength was analyzed. Three models of truss, honeycomb and grid rib for the battery housing were designed and the strength characteristics of the proposed models were analyzed through nonlinear buckling analysis. The effects of the previous existing rib, double-sided grid rib, double-sided honeycomb rib and double-sided grid rib with a subtractive draft for the upper cover on the compressive strength in each axial direction were examined. It was confirmed that the truss rib reinforcement of the battery housing was very effective compared to the existing model and it was also confirmed that the rib of the upper cover had no significant effect. In the results of individual 3-axis compression analysis, the compression load in the lateral long axis direction was the least and this result was found to be very important to achieve the overall goal in designing the battery housing. To reduce the weight of the presented battery housing model, the cell molding method was applied. It was confirmed that it was very effective in reducing injection pressure, clamping force and weight.