사출금형 벤트불량에 대한 모니터링 기술에 관한 연구

Abstract

사출금형에는 내부 공기가 빠져나갈 수 있는 틈인 벤트를 가공해 놓는다. 벤트는 금형의 노후, 이물질의 침착과 같은 여러 원인들로 인해 벤트의 깊이가 감소하여 금형 내부의 공기가 원활히 빠져나가지 못하는 불량이 발생한다. 본 연구에서는 벤트불량을 미리 대처하여 생산계획을 세울 수 있는 여유를 확보하기 위해 벤트불량을 모니터링하는 기술에 관한 연구를 진행하였다. 벤트불량을 단열압축에 의한 캐비티 내부온도 상승을 측정하여 모니터링하는 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해서 캐비티 내부온도를 측정하는 온도센서를 개발하였고 벤트깊이의 감소를 모사하기 위해 벤트깊이가 0㎛, 30㎛, 50㎛로 가공된 벤트블럭을 제작하였다. 이를 바탕으로 벤트불량 모니터링 검증 실험을 두 단계로 나누어서 진행하였다. 1단계는 ABS에 대해 벤트깊이에 따른 캐비티 내부온도를 측정하였다. 실험 결과 벤트깊이에 따른 캐비티 내부온도 증가값에 차이가 나타났으며 벤트불량 모니터링의 지표로 캐비티 내부온도 증가값(증가온도)의 사용이 적절함을 보여주었다. 2단계는 가스발생량의 차이를 보이는 ABS와 HIPS에 대해 사출속도와 벤트깊이에 따른 증가온도를 측정하였다. 실험 결과 사출속도의 증가 그리고 벤트깊이의 감소함에 따라 단열압축정도가 커져 증가온도가 증가하였다. 가스발생량이 상대적으로 많은 ABS가 HIPS보다 벤트깊이에 따른 증가온도가 크게 측정되었다. 본 연구에서 진행한 실험의 결과들을 토대로 벤트불량을 단열압축에 의한 캐비티 내부온도 상승을 측정하여 모니터링하는 방안을 제시하였다. 이를 적용한다면 벤트불량을 예측할 수 있으며 미리 대처하지 못하여 발생한 경제적 손실을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.