• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.310-315
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• 2017

자동차용 방수커넥터는 외부로부터 방수가 필요한 전장부품인 와이어 하네스(Wire Harness)에 연결되어 있는 핵심기능부품이며 특히 와이어씰(Wire Seal) 부품은 고온, 다습, 저온, 먼지, 약품 등의 복합적 환경에서도 체결부 기밀성이 확보되어야 한다. 이러한 와이어씰은 최근 기존의 고상실리콘고무(Heat Cure Rubber)대신 친환경 소재이며 기계적 특성이 우수한 액상실리콘고무(LSR)를 적용하고 있다. 그리고 LSR용 와이어씰을 액상사출성형(Liquid Injection Molding)공정으로 제조할 경우 고상실리콘고무를 제조 하긴 위한 압축성형방식에 비해 사이클타임이 10배이상 빠르고 스크랩이 발생하지 않아 재료의 손실이 없으며 가류 및 생산을 위한 전후처리 과정이 필요 없기 때문에 원가 절감효과가 큰 이점이 있다. 하지만, 방수커넥터를 제조하기 위한 LSR 다캐비티 사출성형공정에서는 일정한 품질의 제품을 확보하기 위하여 캐비티간 균일한 경화온도를 유지하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 캐비티간 온도 편차를 최소화 하기 위하여 카트리지 히터의 용량을 위치마다 다르게 설계한 후 열전달 해석과 최적화 모듈을 연계하여 최적의 카트리지 히터 용량을 빠르고 효율적으로 도출하였다. 최적화 해석결과 일정한 히터 용량을 적용한 경우에 비하여 캐비티간 온도 편차는 $13.1^{\circ}C$에서 $8.1^{\circ}C$로 감소 시켜 균일 경화를 위한 온도 편차 $10^{\circ}C$ 이내인 설계 기준을 만족시킬 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2458-2464
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• 2012

최근 디스플레이용 부품소재는 국가 산업 경쟁력을 강화시킬 수 있는 고부가가치 산업분야로 발전하고 있다. 하지만 디스플레이용 부품소재 생산을 위한 시스템은 대부분 수입에 의존하며 개발이 미비한 상태이다. 그러므로 디스플레이용 부품소재인 스페이서 테이프 생산을 위한 엠보싱 처리 시스템의 국산화 및 생산성 증대를 위한 시스템 향상이 시급한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 엠보싱처리 시스템의 국산화 및 생산성 증대를 위한 스페이서 테이프 생산을 위한 회전형 엠보싱 처리 시스템을 제안한다. 시스템은 권출부, 성형부, 권치부, 세정부, 검사부로 구성된다. 이 중, 성형부의 금형을 회전형 방식으로 설계하였고, 각 구성품들을 설계하고 시제작품을 제작하여 성능 실험을 하였다. 성능 실험은 삼차원 측정기를 통해 엠보싱 형상, 직경, 엠보싱 간격 및 반대편 엠보싱과의 거리를 측정하였다. 오염물 검출 실험을 하기 위해, 검사부를 통해 첫 번째 샘플과 반복 생산한 후의 샘플에 대해 이물질 레벨을 측정하였다. 그리고 샘플에 이물질을 부착한 후 세정부를 통해 샘플을 세정한 후의 이물질 개수를 측정하여 오염물 세정 실험을 하였다. 또한, 시제작품에 의해 생산되는 스페이서 테이프의 생산성을 측정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.330-335
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• 2017

최근 자동차 산업에서 전기 모터 연료 전지에 대한 수요가 급증했으며, 연료 전지 케이스로 사용되는 사각형 알루미늄 캔에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 직사각형 배터리 케이스의 바닥에 있는 에어 벤트는 비정상적으로 높은 압력이 발생할 때 미리 압력을 방출하여 큰 폭발을 방지하는 역할을 한다. 직사각형 컵 배터리 케이스는 6 단계의 다단계 딥 드로잉으로 외형을 만들고 직사각형 배터리 케이스와 용접하여 벤트 부품을 제작해왔다. 그러나 본 연구에서는 직사각형 케이스의 바닥면에 공기 벤트 형상을 직접 추가 하는 연구를 수행하였다. 단조의 초기 형상으로는 사각 컵 다단식 딥 드로잉 성형 해석에서 추출한 두께와 형상을 이용한 유한 요소 해석 기법을 사용 하였다. 그 결과, 예측 정밀도가 향상되고, 배부름 및 파단 등의 결함을 미리 예측할 수 있었다. 초기 분석 결과를 토대로 두 가지 단조 형상이 후보로 제시되었고 성형 해석을 통해 최적의 단조 형상을 결정 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 금형을 제작하고 실제 결과와 분석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• Design & Manufacturing
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• 제12권2호
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• pp.40-45
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• 2018

Recently, in construction equipment machinery production, development has focused on environmentally-friendly functions to improve existing production capacity. For excavators as well, emphasis has been placed on response to environmental regulations, miniaturization, and noise reduction, while technology is being developed considering cost reduction and safety.Accordingly, the front support, an inner reinforcement part of the excavator, as well as high-strength steel plates to improve safety and reduce weight, are being applied.However, in the case of high-strength materials, Springback occurs in the final formed part due to high residual stress during product forming. Derivation of a forming or product shaping process to reduce springback is needed. Accordingly, regarding the front support, an inner reinforcement part of the excavator, this study derived a method to improve springback and secure shape stiffness through analysis of the springback occurrence rate and springback causes through a forming analysis.As for the results of analyzing the springback occurrence rate of existing products through forming analysis, springback of -22.6 mm < z < 27.35 mm occurred on the z-axis, and it was confirmed that springback occurred due to the stiffness reinforcing bead of the upper and middle parts of the product.To control product residual stress and springback, we confirmed a tendency of springback reduction through local pre-cutting and stiffness reinforcement bead relocation.In the local pre-cutting model, springback was slightly reduced by 5.3% compared with the existing model, an insignificant reduction effect. In the stiffness reinforcement bead relocation model, when an X-shaped stiffness reinforcement bead was added to each corner portion of the product, springback was reduced by at least 80%.The X-shaped bead addition model was selected as the springback reduction model, and the level of stiffness compared to the existing model was confirmed through a structural analysis.The X-shaped bead additional model showed a stress springback of 90% and springback reduction of 7.4% compared with the existing model, indicating that springback and stiffness will be reinforced.

• Design & Manufacturing
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• 제12권1호
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• pp.52-57
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• 2018

With the recent strengthening of environmental regulations and the need for cost reduction, excavators, a type of construction equipment, are being miniaturized while components are being developed in consideration of stability. In the case of excavator press parts, mainly high-strength steel sheets are being used to enhance stability and reduce weight. However, in the case of high-strength materials, there is a need to research product forming methods to reduce Springback in defects arising in parts assembly due to Springback that result from the internal residual stress that occurs in press forming being released after product forming. Accordingly, regarding the tank cover, an excavator press-forming part, this study selected a method to reduce distortion through analysis of the Springback occurrence rate and Springback causes through a forming analysis. A forming analysis was conducted for the Springback of the tank cover. Deformations of 13.714 mm in the upper part and 6.244 mm in the inner part of the product occurred, while wrinkles occurred on the sides of the product due to uneven thickness. A forming analysis was conducted for the major shapes of the product to investigate the causes of Springback. Distortion deformation due to the bead in the center of the product was confirmed to be a large factor. A Springback reduction method of correcting uneven thickness in the product sides, a Springback reduction method of removing the bead, and a correction method of restriking after the final forming were used in a forming analysis to determine the degree of Springback reduction. For the forming method to correct uneven thickness in the sides, deformation was reduced by 12% in the upper side compared to the existing model, but deformation in the inner side increased by 1%. For the restriking forming method, deformation decreased by 25% in the upper side and 13% in the inner side. For the bead removal method, deformation decreased by 28% in the upper side and 13% in the inner side, the largest Springback correction results. This indicates that the bead has a large affect on Springback.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.561-568
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• 2009

소형 플라스틱 부품들은 대부분 다수 캐비티 빼기 사출금형에서 성형된다. 이러한 다수 빼기 캐비티 금형에서의 사출성형은 캐비티간의 흐름 균형이 중요하다. 캐비티간 흐름의 불균형은 성형품의 캐비티간 물성 및 품질의 편차를 초래한다. 캐비티간의 흐름균형은 런너와 게이트에서의 흐름균형을 통하여 이루어지게 되는데 런너와 게이트에서 기하학적인 균형을 이루어도 열적 불균형으로 캐비티간 흐름의 불균형을 초래한다. 본 연구에서는 캐비티간 흐름의 균형을 위해 고안한 스크류 타입의 런너을 이용하여 캐비티간 충전균형을 고찰하였다. 여러 형태의 스크류 런너에서 결정성 수지와 비결정성 수지, 그리고 점도가 높은 수지와 점도가 낮은 수지를 이용하여 캐비티간 흐름을 관찰하였다. 흐름의 균형은 성형조건 중 사출속도에 따라 다르게 나타나기 때문에 사출속도를 변화해 가며 관찰하였다. 실험 결과를 성형해석과 비교 검토하였으며 서로 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 스크류 런너에서 수지가 흐르면서 스크류 채널을 따라 회전운동을 하여 스크류 단면에서 온도가 균일하게 됨을 확인하였다. 그리구 이러한 균일한 온도 때문에 캐비티간 흐름 균형이 이루어지고 있음을 확인하였다. 결론적으로 실험에 사용된 새롭게 고안된 스크류 타입의 런너는 캐비티간 충전균형을 이루는데 매우 효과적임을 실험과 해석을 통해 검증할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.517-524
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• 2019

오버드라이버 허브클러치는 자동차 6단 자동 변속기 미션에 장착되어 엔진의 여유출력을 이용해 연료사용을 절감시켜주는 부품이다. 본 연구에서는 오버드라이버 허브클러치 제품에 대해 피어싱 공정 중 펀치에 가해지는 하중 및 소재 처짐량을 최소화 하고자 한다. 공정 중 펀치의 하중과 처짐량에 영향을 줄 수 있는 다이 클리어런스(die clearance)와 전단각도(shear angle) 그리고 마찰계수(friction coefficient)를 설계 변수로 설정했다. 또한 펀치의 하중과 소재 처짐량에 대해 각 설계 변수들의 영향도를 확인하기 위해 민감도 분석(sensitivity analysis)을 진행했다. 그 결과 전단 각도, 마찰 계수, 다이 클리어런스 순으로 하중 및 처짐량에 대해 민감한 것으로 조사되었다. 이를 통해 펀치의 하중과 소재 처짐량을 목적함수로 설정하고, 반응표면법(Response Surface Method)을 통해 각 설계 변수들과 목적함수의 방정식을 도출했다. 이를 통해 설정된 설계 변수들의 최적 값을 도출해 유한요소해석에 적용한 결과 펀치의 하중 및 소재의 처짐량이 기존대비 22.14% 개선됐다.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권1호
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• pp.35-40
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• 2016

엔드밀링 공정은 3차원 형상의 다양한 부품, 제품, 금형을 가공하는데 널리 사용되고 있는 핵심 가공 프로세스이다. 가공정밀도 요구수준과 가공형상 난이도 수준이 날로 높아짐에 따라 가공정밀도 요구특성의 지속적인 향상에도 불구하고, 공작기계와 절삭공구를 이용한 절삭가공공정에서의 채터 진동은 아직도 개선의 여지가 많이 남아있다. 특히, 더욱 고속화, 고정밀화 되고 있는 가공현장에서 채터진동의 효과적인 감소대책에 대한 다양한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 엔드밀링공정에서 발생하기 쉬운 채터진동의 안정성을 향상시키기 위해 절삭모델에 근거한 채터진동 안정성 시뮬레이션 방법론을 연구하고, 엔드밀링 절삭조건이 채터진동에 미치는 영향을 다양한 조건하에서 예측하고자 하였다. 본 연구결과를 더욱 발전시켜 채터진동과의 상관성을 연구하고, 향후 채터진동 저감형 가공시스템 개발을 위한 근간 기술자료로 활용코자 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권9호
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• pp.1025-1031
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• 2011

Take-out robots used for handling of the plastic parts manufactured with the injection mold are usually the gantry type that consists of long and thin links, The performance of the take-out robot is determined by the speed of the motion and the positioning accuracy to grab the part out of the mold, As the speed of the robot increases the flexure in the links of the take-out robot becomes more significant and it results in more residual vibration, The residual vibration deteriorates the positioning accuracy and compels the operator to slow down the motion of the robot. The typical method to reduce the vibration in the robot requires stiffening the links and/or slowing down the robot, Vibration control could achieve the desired performance without increasing the manufacturing cost or the operation cost that would be incurred otherwise, Considering the point-to-point nature of the task to be performed by the take-out robot the time-delay command (or input) shaping filter approach would be the most effective control method to be adopted among a few available control schemes. In this paper a direct adaptive command shaping filter (ACSF) algorithm has been modified and applied to design the optimal command shaping filters for various configuration of the take-out robot. Optimal filters designed by ACSF algorithm have been implemented on a take-out robot and the effectiveness of the designed filters in terms of vibration suppression has been verified for multiple positions of the robot.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.4713-4718
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• 2013

플라스틱 사출성형은 원재료를 한 번의 가공으로 최종 제품을 만들 수 있는 장점을 가지고 있다. 사출성형을 위해서는 금형의 설치, 플라스틱 수지의 용융, 용융수지의 사출, 성형품의 취출 등을 위하여 사출성형기는 반드시 필요하다. 사출성형기는 여러 가지 방법으로 구분되는데, 본 연구는 현재 국내 A사에서 생산되고 있는 토글식 사출성형기를 대상으로 한다. 연구내용으로는 사출성형기의 여러 부품 및 주요한 플레이트에 대하여 3차원 모델링을 실시하고, 3차원 캐드상에서 조립하여 사출성형기의 전체 구조를 파악하였다. 그리고 에너지 및 생산비 절감을 위하여 주요 플레이트에 대하여 유한요소법을 이용하여 사출압력과 형체력 적용시의 플레이트에 발생하는 스트레스와 변위를 분석하고, 그 결과를 토대로 플레이트를 개선하였다. 개선된 플레이트를 대상으로 유한요소 재해석을 통하여 고정플레이트는 약 2.7%, 이동 플레이트는 약 3.5%, 테일 스톡은 약 6.9%의 중량 감소 결과를 확인하였다.