• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.623-632
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• 2018

본 논문은 최적설계기법을 적용하여 Cross-WLF 모델의 계수 값을 효과적으로 추정하는 것이다. 사출성형 공정의 해석에서 주로 사용되는 Cross-WLF 점도 모델은 온도와 전단율의 영향이 민감한 고분자의 유변학적 특성을 잘 모사하는 모델로 널리 사용되고 있다. 정확한 폴리머 유변학적 특성 예측을 위해서는 정확한 Cross-WLF 계수 값의 추정은 필수이다. 실험적으로 획득한 데이터의 점도 값과 Cross-WLF의 계수 값을 설계변수로 가정하여 계산한 점도 값이 일치한다면, 최적화 기법을 통해 정의된 Cross-WLF모델이 실험 데이터를 정확하게 모사하는 것이라 할 수 있다. 이러한 Cross-WLF 모델을 통해 계산된 점도와 실험 데이터의 차이를 최소화하는 목적함수로 Cross-WLF의 계수 값을 설계변수로 정의하여 연구를 수행하였다. 본 논문에서 제시한 최적화기법의 타당성으로 확인하기 위하여 몇개의 소재를 대상으로 하여 Moldflow에서 제공하는 Cross-WLF 계수 값과 본 논문에서 제안한 방법으로 획득한 계수 값를 비교하여 잘 일치함을 확인하였다. 또한, Moldflow Plastic Lab의 실제 측정 데이터를 활용하여 추정한 결과 제안한 방법의 효율성 및 타당성을 입증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.81-93
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• 2020

본 연구를 통해 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 해석하고 예측하는 방법인 유한요소법(Finite Element Method, FEM)을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 피로 특성을 분석하였다. 이를 구현하기 위해 평균장 균질화(mean-field homogenization) 이론을 활용하여 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat을 이용하였다. 이를 통해 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 미세 구조와 재료 모델을 정의하여 더욱 현실적으로 고분자 복합재료의 피로 거동을 예측하고자 한다. 참고문헌을 통해 시험 온도, 섬유배향, 응력비, 시편의 두께 등 다양한 변수들을 사용하여 30wt%의 단 섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 고분자 복합재료의 피로 특성을 조사하였다. 섬유배향 정보를 계산하기 위한 사출해석은 Moldflow 소프트웨어을 활용하였으며, 이를 유한요소 피로시편 모델에 매핑하였다. 대표적인 유한요소 상용 소프트웨어인 LS-DYNA는 섬유배향에 따른 고분자 복합재료의 응력 진폭을 계산하기 위해 Digimat과의 연성해석에 활용하였다. 그리고 수치해석을 활용한 피로수명 해석을 위해 다양한 재료 모델들로 구성된 FEMFAT 소프트웨어를 사용하였다. 선형 재료 모델의 연성해석 결과는 높은 응력 진폭에 의한 재료의 국부적 비선형이 발생하는 LCF 영역의 피로 특성을 연구하기 위해 Neuber 법칙을 사용하여 재료의 피로 거동을 분석하였으며, 비선형 재료 모델의 연성해석 결과 역시 FEMFAT을 활용한 피로수명 해석에 사용되었다. 연성해석과 피로해석의 결과는 섬유배향에 따라 유한요소 시편의 두께 방향으로 분석하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 형태학적, 역학적 구조에 대해서 평가하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.72-74
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• 2004

본 연구의 목적은 천안시 소재 (주)삼우금형의 생산 제품인 휴대폰 충전기에 대해 CAE 프로그램인 Moldflow와 CAPA를 이용하여 유동해석과 냉각해석을 수행함으로써 성형불량을 최소화하고 좋은 설계를 얻을 수 있는 최적의 성형조건을 얻으려는 것이다. 사출성형 관련 설계를 설계초기 단계에서 CAE기술을 활용하여 합리적인 설계로 나아가기 위한 구체적인 과정을 기술하였다. 제품 성형에 있어서의 문제점을 최소화하고 재료비 절감, 설계납기 단축, 제품 품질 향상을 달성하기 위해서 CAE 해석을 통하여 현재 제품의 문제점을 도출하고 그 해결책을 제시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.812-815
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• 2000

Injection molding process was taken to manufacture DC motor case that surrounds DC motor used as automobile parts. Up to now, DC motor case has been made by the deep drawing process or bending process of metal materials. Simulations of filling, packing and cooling processes were done by CAE tool like Moldflow software. Optimal delivery system was decided from the analysis of flow balance, and packing and cooling analyses were performed by using the design of experiment to minimize the volumetric shrinkage of molded part and the temperature difference between mold and part.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권8호
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• pp.1294-1301
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• 2001

In order to reduce the time and cost for assembly, automobile speaker grills have been injection molded with door trims or map pockets in one piece recently. However, several defects such as short shots or air traps can easily occur due to the decreased fluidity of the melting polymer according to the excessive heat transfer to the mold. Therefore, it is necessary to optimize the resin feed system and predict possible defects by CAE analysis. However it is not possible to obtain exact analysis results for the speaker grill by using general shell elements since the heat transfer in the thickness direction which is the dominant factor of the filling stage can not be considered. Therefore, there have been several efforts to simulate the injection molding nature of the speaker grill by using shell elements with an effective thickness which is smaller than the actual thickness of the part. Two empirical values have been recommended for the effective thickness in real practice. One is 50∼70% of the thickness of the speaker grill and another is the gap distance between the adjacent holes. In this paper, CAE analyses of a map pocket with a speaker grill were conducted using shell elements with both of these recommended effective thicknesses, and the predicted flow fronts were compared with the findings from injection molding experiments. The commercial code MOLDFLOW was used for injection molding analysis and an 850 ton injection molding machine was used for experiments.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.264-269
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• 2012

플라스틱 제품의 다이슬라이드식 사출성형은 기존 사출공법의 부가공정을 삭제하여 제품 생산에 요구되는 비용과 시간을 현저히 줄여준다. 그러나 다이슬라이드식 사출성형은 사출제품의 백화, 수지침투, 기공, 수지넘침 등의 결함들을 해결해야한다. 본 연구에서는 사출성형의 공정파라미터들을 유한요소법과 다구치법을 사용하여 최적화하고자 한다. 사출 성형해석은 Moldflow insight 2010 코드로 해석하며 2차 사출에서는 다단 사출코드를 적용한다. 폴리프로필렌(PP)을 밀폐용기인 냉각수 보조탱크로 성형할 때 사용하는 공정파라미터들은 다구치법의 망소특성과 $L_{16}$ 직교배열을 사용한 실험계획을 통해 최적화된다. 한편 최적값은 유의수준 5% 수준의 분산분석을 통해 타당성을 검증한다. 그리고 최적화 조건에서 성형된 제품과 기존 제품의 치수정확도를 비교한 결과 치수안정성이 5% 이상 개선됨을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.349-357
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• 2019

유한요소법(finite element method)은 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 더욱더 현실적으로 해석하고 예측하는 방법으로 다양한 분야의 제품 개발에 적용되고 있다. 하지만 섬유배향과 변형률 속도가 역학적 특성에 영향을 미치는 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료에 관한 수치해석을 이용한 접근 방법은 현재까지 다소 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat의 수치해석 재료 모델을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 역학적 특성을 정의하고 검증하는 것에 있다. 또한 이를 통해 좀더 현실적으로 고분자 복합재료의 거동을 예측하고자 한다. 이를 위해 다양한 고분자 중 30wt%의 단섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 섬유배향과 변형률 속도에 따른 인장 특성을 참고문헌을 통해 조사하였다. 또한 Moldflow 프로그램을 사용한 사출해석을 통해 유리섬유 배향 정보를 계산하였으며 이를 매핑(mapping) 과정을 통해 유한요소 인장 시편 모델에 전달하였다. 대표적인 유한요소 상용 프로그램 중 하나인 LS-DYNA는 유리섬유 배향과 변형률 속도에 따른 복합재료의 인장 특성을 연구하기 위해 Digimat과의 연성해석(coupled analysis)에 활용되었다. 그리고 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료를 해석하기 위한 LS-DYNA의 다양한 비등방성(anisotropic) 재료 모델들의 장단점을 서로 비교하고 평가하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권8호
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• pp.71-78
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• 1999

The application range of injection molded parts is expanding by the development of engineering plastics with good mechanical properties. Plastic gears are specially used as automotive parts due to an excellent performance in the characteristics of a strength vs. weight, and the study of injection molding process of plastic gear using Nylon66 is performed in this study. Filling, packing and cooling analyses were done by using the simulation software like Moldflow, and a mold was designed by following the simulation results. Pin-point gates with three points were taken to satisfy the design guides like a full-shot, and lower clamping force and uniform shrinkage. Characteristics of shrinkage of molded gear and temperature difference between cavity and core sides of a mold were shown.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.316-319
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• 2002

Injection mold is a manufacturing process used to produce parts of complicated shape at a low cost. Many factors affect the quality of injection molded part during injection molding process. A study on the optimization of injection mold is progressed by using a simulation software like Moldflow. Filling, packing and cooling phases of injection molding processes are analyzed according to the mold design considering the shrinkage of molded part, the degree of filling rate and the wearing of a mold. Taguchi method is applied to analyze the significance of processing parameters and the dynamic characteristics according to the variation of processing parameters. From the results, the mold temperature and packing pressure influenced strongly the shrinkage of injection molded part.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 2부
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• pp.1245-1248
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• 2010

플라스틱은 가공이 용이하기 때문에 우리 생활에 널리 이용되고 있다. 과거에는 단순히 제품의 외장제로 이용되었지만 산업이 발달함에 따라 금속을 대체 할 정도로 사용 범위가 증가하고 있다. 또한 사용량이 증가함에 따라 제품의 생산량을 증가시키기 위해선 다수 캐비티의 금형 사용이 필수적으로 되었다. 다수 캐비티 사출성형에서 각 캐비티 간 제품의 품질 및 물성을 향상시키기 위해선 각 캐비티로 충전되는 수지가 균형을 이루어야 한다. 하지만 기하학적으로 균형을 갖추고 있는 러너를 설계하여도 실제 사출성형에서는 불균형 충전이 일어나게 된다. 이러한 불균형 충전은 미국의 Beaumont에 의해서 처음 규명된 뒤 충전불균형 현상을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되었다. 본 논문에서는 다수 캐비티 사출성형에서 균형충전을 위한 러너시스템을 제안하였다. 이 러너시스템은 온도가 불균일한 수지의 흐름을 혼합함으로써 수지의 흐름을 균일하게 하여 균형충전을 이루도록 하였다. 또한 사출성형해석프로그램인 Moldflow를 이용한 유동해석을 통해 그 효과를 나타내 보았다.