최적 사출 조건 설정 및 공정 관리를 위한 온도압력 모니터링 기술 개발

Abstract

본 연구에서는 산업 현장에서 많이 사용되고 있는 공정 모니터링 장치를 사출 성형 공정 단계의 다양한 목적에 따라 적절하게 사용하는 방법을 제시하고, 박스 형상 시편의 성형 과정에 적용한 후 그 효과를 검증하였다. 먼저 공정 모니터링 장치를 공정 최적화 단계에 적용하였다. 실험 변수 설정을 위해 사출 성형 변수들을 기계변수와 재료변수로 분류하였고, 기계변수를 다시 독립 변수, 종속 변수, 제한 변수로 분류하였다. 실험을 위한 제어 변수는 독립 변수 중에서 결정하였고, 실험 계획법 중 반응 표면 분석법을 사용하여 실험을 계획하였다. 각 실험 조건마다 공정 모니터링 장치에서 측정된 노즐온도와 캐비티 온도를 이용하여 공정 안정화를 판단하였고, 캐비티 압력 곡선과 런너 압력 곡선을 이용해서 종속 변수(보압절환 위치, 보압시간)를 적절하게 설정하였다. 실험 후 시편의 중량과 휨변형을 측정하였고, 이를 이용하여 휨을 최소로 하는 사출 조건을 도출하였다. 공정 모니터링 장치를 품질 관리에도 적용해 보았다. 이를 위해서 수지의 상태방정식을 이용하여 새로운 모니터링 지수를 정의하여 중량과 상관도가 높은 지수를 도출하였다. 이 지수로 제품 생산과 동시에 제품의 중량을 판단할 수 있어서, 중량을 이용한 품질관리에 적용할 수 있음을 보였다. 본 연구의 결과로 공정 모니터링 장치를 이용해서 사출 성형 변수의 적절한 설정이 가능하고, 공정 안정성을 확인할 수 있으며, 모니터링 지수를 이용하여 현장에서 제품의 품질을 판단할 수 있음을 확인하였다.