스프루 두께 변화에 의한 사출성형품 성형주기에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 스프루 두께 변화에 따른 사출성형품 성형주기에 초점을 맞추어 CAE 해석과 실험을 시행하였다. CAE 해석에서 얻고자 하는 유동 현상들과 사출압력, 시간별 온도 변화에 따른 냉각 속도를 중심으로 살펴보았고, 실험에서는 여러 스프루 부시를 제작하여 스프루 두께변화에 따른 성형주기를 확인했으며, 일정한 성형조건으로 취출 시간을 달리함으로써 제품의 변형 정도를 확인하였다. 그리고 접촉식 온도측정기를 이용하여 스프루 두께변화에 따른 성형품 온도를 파악하였으며 플라스틱 재료인 ABS(acrylonitrile‐butadiene styrene)를 더불어 사용하였다. 스프루 두께 증가는 압력 강하를 감소시키고 고화 시간을 증가시켰으며, 냉각시간이 길어짐에 따라서 성형 주기도 큰 변화를 보여줬다. 녹은 사출재료(플라스틱)는 금형으로 유입되면서 빠른 냉각이 이루어진다. 냉각을 방해하는 요소로 점성가열 효과가 있지만, 상대적으로 냉각 효과가 크기 때문에 빠른 고화가 이루어진다. 국부적으로 살 두께가 두꺼운 부분에는 냉각 속도 차에 의해 수축현상이 예상되었고, 사출 속도와 사출 압력 변화를 통해 스프루, 런너, 게이트, 캐비티의 살 두께 변화에 의한 고화 시간의 변화에서 적절한 성형주기를 예상할 수 있었다. 본 연구의 결과로 사출재료(플라스틱)의 고화 시간을 기준으로 적합한 스프루 굵기가 어느 정도인지를 알 수 있게 하였고, 실험의 결과로부터 제품 살 두께에 따라 성형주기가 어떻게 변화하는지를 알 수 있었다.