가변 러너 시스템을 이용한 패밀리 금형 충전 밸런스에 관한 실험적 연구

Abstract

패밀리 금형은 생산 및 금형 비용을 절감할 수 있는 장점을 가진 것으로 널리 알려져 있다. 하지만 캐비티 간의 체적 차이를 보이는 패밀리 금형은 성형 시 체적이 작은 성형품의 과충전으로 불량현상이 빈번하게 발생한다. 일반적으로 금형 설계자는 각 캐비티의 이론적인 충전을 위한 사출성형해석을 통해서 러너의 직경을 계산하고 이를 금형제작에 반영하여 왔다. 그러나 실제 사출성형에서는 여러 가지 요인들로 인한 충전 불균형은 피할 수 없는 문제로 알려져 있었다. 본 연구에서는 캐비티 충전 불균형으로 인하여 발생되는 문제점을 온도 및 압력센서를 이용하여 확인하고, 캐비티 충전 균형을 위한 가변러너시스템을 개발하였다. 개발된 가변러너 시스템을 이용하여 패밀리 금형의 충전 균형을 위한 실험을 수행하였으며, 러너 단면조절에 따른 각각의 캐비티 내부의 온도 및 압력 분석을 통하여 캐비티의 균형된 충전을 확인 하였다. 그리고 사출성형해석을 통하여 러너단면조절 및 성형조건변화의 영향이 러너 내부의 전단율 변화에 미치는 영향을 분석하고, 이로 인한 전단가열현상이 충전 균형에 미치는 영향을 알아보았다. 또한 가변러너 시스템의 충전 균형 특성에 사출조건 변화가 미치는 영향을 실험을 통하여 분석하였으며, 수지의 유변학적 특성이 캐비티 충전 균형에 미치는 영향을 파악하여, 실제 산업현장에서의 적용 가능성을 검토하였다.