압출기술에서 중요한 것은 금형의 설계 및 제작이며, 원하는 형태의 압출이 원활히 이루어지는 동시에 금형의 수명을 최대한 연장하고 효율성을 높이기 위한 금형의 설계가 필수적이다. 압출 온도, 압출 속도 등이 압출시의 주된 변수이며, 압출비 및 재료의 물성, 압출 형태에 따라 각기 다른 조건이 부가되어야 한다. 본 연구에서는 고속전철 내외장재 부품용 알루미늄 6xxx 계열 주조 합금의 압출공정에 대해 연구하였다. 6063, 6061, 6N01, 6005, 5083 and 6060 알루미늄 합금의 압출 금형 단면을 설계하였으며 이에 대한 실험을 실시하였다. 또한, 빌렛온도, 압출온도 및 재료의 변화에 따른 압출 압력과 같은 압출 조건들을 분석하였다. 6063 알루미늄 합금이 가장 낮은 온도와 압력에서 압출이 가능한 반면 6061 합금은 가장 높은 온도와 압력에서 압출이 가능하였다. 이들 실험결과로부터 수립된 조건들을 이용하여 성공적인 압출제품을 제조할 수 있었다.
The objective of present research work is to design the heat conductive mould to improve cooling characteristics of the injection mould for a mouse. In order to obtain the high cooling rate of the mould, a heat conductive mould with three different materials was designed. The materials of the base structure, the mid-layer and the molding part of the heat conductive mould were chosen as Cu-Ni alloy (Ampcoloy 940) to improve the heat conductivity of the mould, Ni-Cu alloy (Monel 400) to reduce a thermal stress, injection tool steel (P21), respectively. Through the three-dimensional transient heat transfer analysis and the thermal stress analysis, the effects of the geometrical arrangement of each material on the cooling characteristics and the thermal stress distribution were examined. From the results of the analyses, a proper design of the thermal conductive mould was obtained.
여러 복합재료 성형공정 중에서, Resin Transfer Molding(RTM)은 부피가 크고 일체형의 고성능 제품을 생산하기에 적합한 공정으로 주목받고 있다. 금형충전 중, 섬유 예비성형품과 금형벽면간의 밀착이 제대로 되지 않아 발생하는 Race-track 현상과 금형재의 섬유예비성형품의 압착, 접힘, 뭉침 등에 의한 섬유부피분율의 불균일성과 같은 예기치 못한 영향이 나타나기도 한다. 이로 인해 유동선단이 불안정해지고, Dry spot 생성에 따른 제품의 기계적 성질이 저하되기도 한다. 본 연구에서는 최적의 조건을 적용한 이상적인 성형공정과 Race-track 현상 및 불균일한 섬유부피분율 등의 조건을 적용한 실제적인 성형 공정간의 실시간비교를 통한 공장변수 조절과 유동선단 제어를 수행함으로써 이러한 결함을 줄이려고 하였다. 이를 위해, 수치해석을 통해 투과율 Map구성과 압력조절 등을 이용한 제어기법의 타당성을 검토하였으며, 실제공정에서 가능한 여러 가지의 결함이 있는 경우에 대하여 제어를 시도하여 만족한 만한 수지의 충전을 얻을 수 있었다.
네일 파일(nailfile)을 제조할 때 재료는 강판(두께 0.5mm)을 사용하고 가공방법은 외형형상을 만들고 $\phi$ 0.8-$\phi$ 1.0mm의 구멍을 약 300여개 뚫어 완성한다. 이들의 가공방법은 에칭(etching)에 의존하므로 제조 원가의 $33\%$를 에칭비가 차지하고 있으므로 제조원가의 상승원인이 되고 에칭시 부식제(etching reagent)의 잔류도 환경친화적이 못되며 재료가 강판이기 때문에 제품에 녹(rust)이 생기므로 이들의 문제점을 해결하고자 하였다. 따라서, 재질은 스테인리스판으로 교체하고 에칭가공 대신 금형으로 가공할 수 있는 프로그레시브 퍼퍼레이팅 금형(progressive perforating die)을 개발하였다.
Motor core products are used as materials for electrical steel sheets and cold-rolled steel sheets according to the performance of motors. The cemented carbide material of the mold punch applied to the motor core material causes many troubles due to abrasion and burr problem. The selection of these materials has a great effect on the production life, mass production, product quality as well as mold life. The cemented carbide applied to the products of the motor core is recognized as a very important part. In this study, cold rolled steel sheet was applied to motor core SCP-1 steel 1.0mm, and The effects of abrasion and punching oil on the shear process were investigated for the selection of cemented carbide. Experiments were conducted to select and apply cemented carbide only for the motor core punch optimized for cold rolled steel. The results showed that the cemented carbide material of $CDK3^{***}$ produced the least wear and burrs.
사출성형 공정의 컴퓨터 시뮬레이션(CAE)은 짧은 시간에 저 비용으로 여러 설계 및 재료와 공정조건의 조합을 시험할 수 있는 수단이다. 실제 금형을 가공하고 시제품을 생산하기 전에 미리 해석을 수행하여 봄으로써 설계의 오류 및 부적절한 공정조건의 설정을 방지할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션은 공정조건에 의한 사출성형을 가능하게 해 준다. 즉, 수지의 거동, 냉각과정, 압력거동 등을 컴퓨터 화면을 통해 볼 수 있으며 이를 기초한 성형품의 예상문제점을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 CAE기술을 응용한 Back Light Panel의 설계에 대해 논의하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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