사출 금형의 평균온도 상승 거동에 관한 연구

Abstract

요약문

사출성형공정에서 금형의 상태가 안정화되기 이전에 생산하는 사출품은 품질기준을 만족하지 못하여 폐기하도록 하지만 금형조건의 안정화에 어느 정도 시간이 걸리는 지에 대한 기준과 예측 방법이 없었다. 본 연구는 금형조건의 안정화에 영향을 주는 인자들 중 현장에서 쉽게 변할 수 있는 인자들의 영향도를 분석한 후 금형조건의 안정화 시간의 최소화를 위한 공정변수 조절 방법을 확립하여 제품의 불량률을 최소화하는데 목적이 있다. 선정된 영향 인자로서 대기 온도, 냉각수 온도, 냉각수의 열전달계수, 냉각시간을 선정하였으며 이 인자들의 영향도를 측정하기 위해 요인배치법을 통한 실험 계획법을 사용하여 해석 조건을 결정한 후 각각의 조건을 1차원과 3차원으로 해석하였다. 공정은 금형이 닫혔을 때와 열렸을 때로 구분하였다. 금형이 닫혀 있는 동안 수지를 통해 유입된 열량이 냉각수와 금형벽면을 통해 빠져나가는 것으로 가정한 후 비정상상태 열전도해석을 진행하였으며, 금형이 열려 있는 동안에는 금형에 남아 있는 잔여 열량이 금형벽면과 냉각수를 통해 빠져나가는 것으로 가정하여 비정상상태 열전도해석을 진행하였다. 두 경우가 반복적으로 교차 시행되며 한 사이클을 구성하며 각각의 해석은 다음 해석의 초기 조건으로 부여되었다. 이러한 해석을 통해 금형온도의 안정화에 도달하는 시간을 얻을 수 있었으며 금형온도 안정화에 걸린 시간에 각 영향인자들이 미치는 영향도를 조사하였다. 해석 결과 금형온도 안정화에 대기 온도가 가장 큰 영향도를 가진 것으로 나타났으며 대기온도, 냉각수 온도와 열전달계수의 상호작용도가 매우 크게 나타났다. 1차원 해석은 3차원 해석에 비해 경제적이지만 실제 금형온도 조건을 예측하는데 신뢰도가 낮아 현실적이지 못하다는 결론을 얻었다.