• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.12
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• pp.1627-1633
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• 2011

Injection molds are generally fabricated by assembling a number of plates in which the core and cavity components are assembled. This assembled structure has a number of contact interfaces where the heat transfer characteristics are affected by thermal contact resistance. In previous studies, numerical approaches were investigated to predict the effect of thermal contact resistance on the temperature distribution of injection molds. In this study, thermal-fluid coupled numerical analyses are performed to take into account the thermal contact effect on the numerical evaluation of the mold filling characteristics. Comparisons with experimental results show that the proposed coupled analysis provides more reliable results than the conventional analyses in predicting the mold filling characteristics by taking into account the effect of thermal contact resistance inside the injection mold assembly.

• 한국금형공학회:학술대회논문집
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• 2008.06a
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• pp.69-73
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• 2008

본 연구에서는 고분자 플라스틱 부품의 친환경 외장성형공법인 Insert Film 사출성형공법중 첫 번째 공정인 진공성형공정에서 진공금형의 표면온도 균일화 기술에 대해 연구를 수행하였다. 진공금형의 온도분포 균일화를 위한 금형설계 및 설계된 금형에 대한 온도분포 평가를 위한 ANSYS를 이용한 유한요소열해석을 수행하였으며, 이때 정상상태 및 과도상태를 함께 평가하였다. 설계 결과를 바탕으로 금형을 제작하였으며, 생산성을 고려하여 4캐비티로 제작된 금형에 대해 금형표면의 온도분포 평가실험을 수행하였다. 또한 금형내 캐비티 온도센서 및 제어시스템을 설치하여 진공금형표면 온도분포가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 금형시스템을 개발하였다. 결과적으로 일정한 온도범위의 금형표면온도제어가 가능하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.7
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• pp.719-725
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• 2014

In the present study, a numerical analysis of an injection molding process was conducted for predicting the mold deformation considering non-Newtonian flow, heat transfer, and structural behavior. The accurate prediction of mold deformation during the filling stage is important to successfully design and manufacture a precision injection mold. While the local mold deformation can be caused by various factors, a pressure induced by the polymer melt is considered to be one of the most significant ones. In this regard, the numerical simulation considering both the melt filling and the mold deformation was carried out. A mold core for a 2D axisymmetric center-gated disk was used for the demonstration of the present study. The flow behavior inside the mold cavity and temperature distribution were analyzed along with the core displacement. Also, a Taguchi method was employed to investigate the influence of the relevant parameters including flow velocity, mold core temperature, and melt temperature.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.105-105
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• 2010

자동차 차체부품에 적용되는 플라스틱 소재는 강도와 내마모성, 내충격성의 충분한 물성확보가 필요하며, 이에 플라스틱 소재의 기계적 특성 향상을 위해 유리 섬유가 다량 함유된 복합소재적용이 증가하고 있다. 반면 플라스틱이 고강도화함에 따라 제품 성형을 위한 사출 금형을 손상시키는 사례가 빈번하게 발생하고, 소재의 유동성 저하에 따른 사출 불량이 증가하고 있어 고강성 플라스틱 복합소재에 대응하는 고경도, 고내마모 특성이 부여된 사출 금형의 개발이 시급한 실정이다. 특히 사출 금형에 사용되는 소재는 기존 소재에 비해 우수한 내마모성과 함께 고광택을 유지하는 것이 더욱 중요해졌으며, 이에 따라 유럽, 일본과 국내 연구진에 의해 다양한 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 일본에서 개발되어 국내에도 소개된 래디칼 질화는 기존 질화법에 표면의 화합물 층만을 제어하는 것으로 다소의 표면 광택 효과는 있으나, 플라스틱 사출에 그대로 적용하기에는 무리가 따르므로 그 용도가 극히 제한적이다. 본 연구에서 적용한 나노 질화기술은 0.1torr 이하의 고진공에서 고밀도의 플라즈마 에너지를 발생시키는 방법으로 화합물층이 없는 나노 크기의 질화층을 소재 표면에 형성시키는 기술로서, 처리 후에도 표면의 색상 및 광택의 변화가 없는 것을 특징으로 한다. 또한 표면 경도 및 피로 특성을 향상시킴으로써 금형의 내구 수명을 향상시킬 것으로 기대된다. 본 연구에서는 KP4 금형 소재를 사용하여 플라즈마 이온 질화 시험 조건에 따른 소재의 경도 및 내마모 특성을 파악하고, 미세 조직 분석 및 XRD 분석 등을 통해 내마모 특성 향상에 대한 기본 특성을 평가하였다. 또한 인장시험을 통해 인장강도, 항복강도 및 연신율을 파악하고, 이를 토대로 고주기 피로시험을 실시함으로써 S-N curve를 얻고, 이를 통해 피로 강도 및 피로 수명에 미치는 나노 질화 처리의 영향을 파악하고자 하였다. 플라즈마 이온 질화 시험은 질소와 수소 비율($N_2:H_2$), 진공도, Screen bias voltage, Bias voltage를 변화시켰으며, 챔버 온도는 $400^{\circ}C$로 고정하였으며, 처리시간도 3시간으로 고정하였다. 질소와 수소의 비율은 3:1일 때 최고의 내마모 특성을 보였으며, 진공도는 내마모 특성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. KP4의 초기 경도값은 약 302 Hv인 반면 최적의 나노 질화처리를 거친 시편에서는 800Hv 이상의 Vickers 경도값을 보였다. SEM 미세조직 분석과 EPMA를 통한 성분 분석을 시행한 결과 표층으로부터 약 $1.5{\mu}m$의 나노질화층을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.11 no.11
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• pp.211-217
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• 2020

There is an increasing demands of more efficient and economical ways of mold making according to the spreading trend of small quantity batch production system. Therefore, this study aims to examine the applicability of ultra high strength concrete, which has a compressive strength over 80MPa, as a mold material. The ultra high strength concrete has several advantages such as lower cost, lighter weight and convenience of shape making compared to the traditional mold materials. Although the strength of the ultra high strength concrete is lower than that of the tool steel, it was considered to be useful for small batch processes with relatively low pressure. Therefore, in this study, a prototype mold for reaction injection molding of polyurethane was developed using ultra high strength concrete and it was examined that the possibility and characteristics of concrete as a mold material.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.12
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• pp.1619-1625
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• 2011

The objective of this study determine the molding conditions of a double-shot injection mold for fabricating a computer mouse using different materials, by performing three-dimensional injection molding analysis. In order to select the optical injection molding conditions, the effects of the injection time, the maximum injection pressure, the effect of packing time on the injection molding characteristics, and the product qualities were quantitatively examined. From the results of the injection molding analysis, the optimal injection molding conditions of the double-shot injection mold, which leads the molded product to the minimized shrinkage and deflection, were estimated. The results of the injection molding experiments, showed that an appropriate computer mouse can be fabricated using different materials when the identified optimal injection molding conditions are adopted.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.22 no.4
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• pp.83-92
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• 2013

The demand of a camera-lens-module which is installed in mobile phone has been increased explosively as the increase of mobile phone market. Recently, two missions are given to the parts manufacturer of lens module, and they are how to keep the quality of injection moulding process as the increase of resolution, and how to decrease manufacturing cost. In this paper, a simulation study is introduced which is used for developing barrel and shield considering the double-cassette type of mould. At first, the simulation for injection process using Mold Flow$^{TM}$ is applied in the phase of mould design, and mechanical simulation using DPM Assembly$^{TM}$ is applied for collision detection between picking robot and mould. As a result, the productivity increased more than 300%.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1997.04a
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• pp.660-664
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• 1997

본 논문은 사출금형 설계를 위한 전문가 시스템의 개발에 관한 연구이다. 설계자가 오토케드 (AutoCAD)환경에서 금형부품 및 몰드베이스를 3차원 형상으로 나타낼 수 있으며 필요한 설계 데이터를 추가할수 있는 프로그램 개발에 있다. 주 프로그램은 C++를 사용하여 구축하였으며,금형부품 치수 및 몰 드베이스를 데이터베이스화 하였다. 주 프로그램과 오토캐드와 인터페이스를 하여 오토캐드 환경에서 자 유롭게 사용할 수 있도록 하였다. Pull-down menu와 Dialog box를 이용하여 금형 설계자가 금형의 각 부 품을 자유롭게 선정할 수 있으며, 각 단계별 선정된 금형부품은 즉시 나타나 설계자가 바로 확인 할 수 있도록 하였다. 이젝터 핀의 위치 및 크기를 자동적으로 나타낼수 있으며, 선정된 금형 부품 및 몰드베이 스는 2차원이나 3차원으로 나타낼 수 있다. 각각의 3차원 부품을 독립적으로 나타낼 수 있어 NC프로그램과 인터페이스가 가능토록 하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.11a
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• pp.358-361
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• 2008

본 논문에서는 열화상촬영기 및 온도분포 해석 프로그램을 이용하여 금형가열온도와 실제 금형온도의 온도편차를 비교하여 금형가열 시 Stamper 표면의 온도분포를 해석하였다. 또한 전열가열방식(E-MOLD)을 이용하여 복합기능 도광판(Prismless LGP)을 제조하였고, 금형온도에 따른 복합기능 도광판(Prismless LGP)의 광특성 평가를 하였다. 그 결과 금형온도가 증가할수록 패턴 전사성 향상으로 인해 휘도 또한 증가하였고, 특히 유리전이온도($140^{\circ}C$) 이상에서 크게 상승하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.05a
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• pp.870-873
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• 2009

본 연구에서는 미세 무광부식 패턴을 갖는 HD Switch Panel 부품을 설계하고 금형을 제작하였다. 이를 위하여 사출성형 Simulation(CAE)을 이용하여 사출성형 공정의 문제점과 부품의 변형량을 예측 하였다. 또한 금형표면의 가열온도와 실제 금형온도의 비교함으로써 공정변수 조절을 통한 사출성형 조건의 최적화를 달성할 수 있었다. 한편, 순간금형표면가열을 이용한 성형기술인 E-MOLD를 적용하여 자동차 내장부품용 HD Switch Panel을 제작하였고, 전자현미경과 원자현미경을 이용한 표면 평가를 통하여 무광부식 패턴의 전사율 향상으로 인한 무광 특성이 향상됨(2.5이상$\rightarrow$1.5~1.7)을 확인하였다.