• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.74-77
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• 2000

사출성형에 관한 연구는 오랜 역사를 가지고 있으며 공정 시뮬레이션을 위한 상용화된 CAE 프로그램을 포함하여 많은 연구가 진행되는 분야중의 하나이다. 그러나 다양한 고분자 재료의 성질, 금형의 복잡한 형상 및 성형조컨 둥의 변화로 인해 금형설계 및 제작 그리고 사출성형시 상당한 어려움을 겪게 된다. 사출성형 공정에서는 금형온도, 플라스틱 재료, 냉각수, 보압과 사출압 등의 여러 가지 공정변수가 있어 현장전문가의 경험에 의해 사출금형의 제작이 이루어지는 경우가 보통이다 이와 같은 경험에 의한 금형 제작은 상당한 납기지연과 노동집약적인 방식으로 흘러가게 된다. 금형 제작시 가장 고려해야 될 사항 중의 하나는 사출성형품의 수축이다. 사출성형에서 광음수지는 냉각, 고화하면서 수축하는데 성형품 치수를 유지하기 위해서는 수축하는만큼 금형의 치수를 보정하여야 한다. 이 수축률은 사용수지의 종류와 성형품 크기, 살두께 등에 따라 다르다. 또 동일한 수지일 경우에도 성형조건에 따라 변화하고 특히 배향성을 가진 수지는 유동방향에 따라서도 변화가 있다. 즉, 금형의 온도가 높으면 수축률은 증가하고 사출압력이 높으면 감소한다. 또한 살두께가 두껍고 길이가 길 때 수축률은 증가한다 방향성이 있는 수지는 유동방향에 대하여 지각방향에서 가장 적다. 특히 방향성이 현저한 HDP에서는 유동방향에 따라 수축차가 크므로 성형할 때 변형을 일으키는 경우가 많다. 일반적으로 PE, PP. PA와 같은 결정성 수지는 PS, SAM, ABS 등의 비결정성 수지보다 수축률이 크다. 본 연구에서는 한조산업사에서 제작한 '클랠프 척' 금형 제작과정에서 성형품의 수축으로 인한 금형의 치수보정에 있어서의 문제점을 유동해석 전용 CAE 프로그램인 C-mold를 사용하여 해석하고 평가하였다. 그리하여 현장 전문가가 경험적으로 여러 번의 시행착오를 거쳐 완성된 금형을 제작하던 기존의 방법보다 체계적이고 합리적이며 또한 신속하게 문제를 해결함으로써 궁극적으로 금형설계 및 제작기간을 단축하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1581-1588
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• 2011

사출성형은 열가소성 수지의 가공법으로 정밀도나 고품질의 제품을 효과적으로 생산하는데 널리 이용되는 기술이다. 다수 캐비티 사출성형에서 캐비티 충전 불균형이 발생하는데 이러한 현상은 사출성형품의 치수 및 중량의 편차 뿐 아니라 물리적 특성에 영향을 미치고 있다. 충전 불균형은 충전 단계에서 러너 내에서 발생되는 불균일한 전단분포에 기인하여 발생되므로 점도 변화에 영향을 주는 수지의 물성, 사출조건 등 성형공정 조건 요인에 의해 충전 불균형의 양상이 다르게 된다. 본 논문에서는 점도 및 물성이 다른 PC, PP 수지에 대하여 성형조건에 따른 충전 현상을 관찰하고 원인을 분석하였고 사출속도에 따른 충전 불균형 현상의 원인을 고찰하기 위해 사출성형실험과 CAE 해석을 수행하였다. CAE 해석을 수행하여 각 수지마다 사출속도에 따른 충전 패턴 경향과 온도분포를 예측하고 캐비티 간 충전 균형을 위해 새로운 볼륨 러너 시스템을 제시하였고 캐비티 간 충전 균형을 확인 할 수 있었다.

• 유변학
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• 제5권2호
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• pp.109-124
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• 1993

본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1992년도 추계학술대회 논문집
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• pp.111-114
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• 1992

과거 사출금형 설계 및 성형은 대부분의 단편적인 경험에 의존하여 왔으며 이는 단납기, 고품질화에의 대응에 있어서 가장 큰 문제점중의 하나로 인식되어 왔다. 그러나 최근에는 컴퓨터의 성능이 급격히 향상되고 보편화되면서 대기업을 선두로 한 컴퓨터 시뮬레이션이 활발히 응용되고 있으며 이는 앞으로 더욱 활성화될 전망이다. 본 연구에서는 사출성형 자동평가 시스템을 개발하였으며 이는 전처리 모듈, CAE해석 모듈 및 자동분석 모듈, 후처리 모듈등으로 구성되어 있다. 본 시스템에서는 주입장치 설계 표준 DATA BASE가 구축되어 있으며 특히 설계자가 설계 및 성형조건에 대한 기준만 정의하면 그 이후의 모든 평가 및 최적조건이 자동으로 계산, 도출될 수 있도록 하였다. 이번에 개발한 시스템에서의 핵심기술은 수치해석을 응용한 고분자 가공공정해석기술, 최적화 기술, DATA BASE구축기술 그리고 컴퓨터 그래픽 기술 등으로 위에서 언급한 바와 같은 사용시스템이 갖고 있는 현장 활용시 문제점들을 근본적으로 해결하여 차별화 시킨 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권5호
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• pp.1119-1124
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• 2008

본 연구는 성형해석 및 실험적 방법을 통하여 페트 용기의 두께 편차를 최소화하기 위한 프리폼 최적화 설계를 수행하였다. 사출성형과정을 정확하게 묘사하기 인하여 3차원 모델을 이용하여 충진, 보압 및 냉각해석을 통하여 최적의 프리폼 설계변수를 설정하였으며, 이 결과를 이용하여 블로우 성형해석을 수행하였다. 성형해석결과를 평가하기 위한 사출성형 및 블로우 성형 실험을 수행하였으며, 실험결과와 해석결과는 정성적으로 일치하는 것을 확인하였다. 이러한 실험결과 데이타를 설계에 반영함으로서 최적의 프리폼 형상을 얻을 수가 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1040-1046
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• 2006

본 논문에서는 다양한 곡률반경의 연속에 의하여 살 두께 차가 큰 사출성형품이 불균일한 수축에 의한 변형 발생에 대하여 연구하였다. SAN 및 PMMA 재질의 Jar에 대한 균일냉각구조와 최적성형조건을 CAE 해석에서 구하여 금형설계에 적용하고자 사출성형의 중요인자인 사출압력, 수지온도, 금형온도, 냉각조건 등을 Moldflow 프로그램에서 사출압력, 수지온도, 냉각속도 등에 의한 변형 및 불량현상을 분석하였고 이들을 극소화시킬 수 있는 냉각구조와 사이클 시간을 단축시킬 수 있는 사출성형조건을 제시하였다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.321-330
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• 2009

사출-연신 블로우(injection-stretch blowing) 성형은 양방향 분자배향을 가지는 병(bottle)과 같은 중공 제품을 성형하는데 적용되며, 양방향의 배향은 강화된 물리적 상태량, 탄산음료병과 같은 제품에 중요한 가스 불 투과성 상태량을 제공한다. 사출-연신 블로우 성형 중 분리형(two-stage) 공정은 사출 성형으로 생산된 프리폼을 적외선 히팅 기구로 재 가열하고. 재 가열된 프리폼을 블로우 금형 안에 장착한 후 고압의 공기를 분사시켜 병의 형상을 생성 및 유지하면서 완성시킨다. 그러나 블로우 성형은 연신율이 10배 이상이 되기 때문에 최종 두께 분포를 예측하는 것이 매우 어렵다. 따라서 균일한 두께를 가질 수 있는 프리폼 형상 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 블로우 성형 연신 과정에 따라 페트 용기의 두께 변화를 알아보기 위하여 사출-연신 블로우 성형시 두께 편차에 대한 해석을 수행하였으며, 그 결과 첫째 사출-블로우 성형 로우 결과를 이용하여 프리폼 초기 설계를 최적화하였고, 연신 및 블로우 과정에서 공정 편차에용기 두께며, 그 결과 을 수치적으로 로우하여 공정 편를 최적화하였다. 둘째, 사출-블로우 성형시 연신 과정과 동시에 공기를 블로우하는 방법이 용기 두께의 편차를 최소화하였으며, PET용기 제작 기술의 안정화 및 신뢰성을 향상시킬 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권3호
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• pp.193-208
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• 2004

사출성형된 고분자 블렌드의 형태학적 상구조를 실험 및 이론적인 방법으로 연구하였다. 실험적인 연구로서, 형태학적 상구조에 미치는 사출속도, 사출온도 효과를 조사하였다. 이를 통하여 고분자 블렌드로 제조된 사출성형품에서 두께 위치에 따른 형태학적 상구조 변화를 뚜렷하게 관찰할 수 있었으며, 사출성형품 표면에 분산상이 가늘고 길게 변형되어있는 스킨층, 그안 쪽에 분산상이 다소 크고 변형이 되어있는 서브스킨층 및 사출성형품의 중심에 위치하고 분산상의 변형이 전혀 없는 코어영역이 존재함을 알 수 있었다. 실험적인 연구 결과를 토대로 고분자 블렌드의 사출과정에서 형성되는 형태학적 상구조를 예측하는 계산 알고리듬을 제시하였다. 상업화된 사출성형 해석용 프로그램에서 얻은 유동장 정보와 유동장에서 분산상의 거동에 관한 이론 및 실험식을 조합하여 사출성형된 고분자 블렌드의 형태학적 상구조를 예측할 수 있었다. 제시된 계산 알고리듬으로 사출온도 및 사출속도에 의한 형태학적 상구조의 변화를 잘 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권7호
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• pp.719-725
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• 2014

본 연구에서는 사출성형 충전공정 중 금형의 변형을 예측하기 위하여 비뉴턴 유동, 열전달, 구조해석이 함께 고려된 수치해석 연구를 수행하였다. 정밀 사출성형 금형을 설계/제작하기 위해서는 충전공정 중에 발생하는 금형의 변형을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 이와 같은 금형의 국부적인 변형은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있으나, 용융된 고분자 수지의 유동에 의한 압력이 가장 큰 원인 중의 하나로 여겨지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 2 차원 축대칭 형상의 단순 원형 디스크 제품의 금형을 모델링하고 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 금형 내부의 고분자 수지의 유동 특성과 금형 변형량, 온도 분포에 대한 분석을 수행하였다. 또한 다구치 방법을 기반으로 한 실험계획법을 도입하여 유동 속도, 금형 온도, 고분자 수지의 온도가 금형 변형에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.134-134
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• 2004

LCD-BLU의 고효율 광특성을 유도하기 위한 도광판의 초미세패턴 형상가공기술, 미세사출성형기술과 미세형상패턴 광학해석기술 및 전광특성 측정 및 보완기술이 요구된다. 이러한 기술들을 바탕으로 LCD-BLU의 고단가의 주요요인인 기능성 광학 sheet(prism sheet 등)를 연차적으로 제거 및 도광판에 기능을 결합하는 기술개발이 본 연구의 목적이다.(중략)