사출성형 가소화 과정의 공기유입과 정량화에 관한 연구

Abstract

사출성형에서 제품 내부에 유입되는 공기는 미충진, 은선, Bubble 등의 결함을 유발할 수 있다. 이러한 공기 유입의 원인 중 가소화 과정에서 용융수지로 유입되는 공기의 생성 과정을 가시화하고 용융 수지로 유입 된 기공의 양과 분포를 정량화하는 방법의 개발이 목적이다.

우선 가소화 과정에서 유입되는 기공의 원인을 확인하기 위해 투명한 수지를 활용해 기공의 생성과정을 확인하는 실험을 진행했다. 스크루에서 가소화단계를 확인한 결과 공급부에서 수지들 간의 빈 공간이 배럴에서부터 생기는 Melt film으로 인해 갇히고 그 공기가 그대로 용융수지로 유입 되는 것을 확인하였다. 공정조건 중 회전속도를 변경하면서 계량부에 쌓인 용융수지를 가시적으로 확인한 결과 회전속도를 빠르게 했을 경우 미세한 공기가 넓게 분포하는 것을 확인했다. 이러한 경향은 ABS 수지에서만 나타나고 다른 수지는 회전속도의 변경에도 분포의 차이가 없었다.

이러한 실험들은 실험에 소요되는 시간이 매우 길고 냉각 과정으로 인한 오차가 생기는 문제가 있다. 따라서 용융수지에 유입 된 공기의 양과 분포를 알기 위해 모세관을 활용한 노즐압 측정 장치를 설계했다. 공기가 모세관을 지나면서 발생되는 압력강하를 측정하여 기공의 크기를 예측할 수 있고 압력강하 빈도수를 통해 용융수지에 유입된 공기의 분포를 파악할 수 있다. 몇 가지 가시적으로 확인 된 공정조건에서 본 논문이 제시한 기공예측 방법론을 이용하여 그 실효성을 검증해 보았다.