본 논문은 다수 캐비티의 사출성형에서 캐비티 간 충전 특성 및 원인 고찰과 충전 균형을 위한 런너 설계에 관해 연구한 논문이다. 다수 캐비티 사출성형에서는 각 캐비티 간 충전 불균형이 발생하는데 이러한 현상은 사출성형품의 치수 및 중량의 편차 뿐 아니라 물리적 특성에도 영향을 미치고 있다. 충전의 균형을 위해서는 우선 Delivery System 설계가 기하학적인 균형을 이루어야 한다. 그러나 Delivery System이 기하학적으로 균형 있게 설계가 되어 있다 하더라도 각 캐비티 간 충전 불균형은 여전히 발생될 수 있다. 이러한 충전 불균형 현상은 성형공정조건에 따라서도 재료에 따라서도 다르게 나타난다. 본 논문에서는 점도 및 물성이 다른 두 가지 수지에 대하여 성형조건에 따른 ...
본 논문은 다수 캐비티의 사출성형에서 캐비티 간 충전 특성 및 원인 고찰과 충전 균형을 위한 런너 설계에 관해 연구한 논문이다. 다수 캐비티 사출성형에서는 각 캐비티 간 충전 불균형이 발생하는데 이러한 현상은 사출성형품의 치수 및 중량의 편차 뿐 아니라 물리적 특성에도 영향을 미치고 있다. 충전의 균형을 위해서는 우선 Delivery System 설계가 기하학적인 균형을 이루어야 한다. 그러나 Delivery System이 기하학적으로 균형 있게 설계가 되어 있다 하더라도 각 캐비티 간 충전 불균형은 여전히 발생될 수 있다. 이러한 충전 불균형 현상은 성형공정조건에 따라서도 재료에 따라서도 다르게 나타난다. 본 논문에서는 점도 및 물성이 다른 두 가지 수지에 대하여 성형조건에 따른 충전 현상을 관찰하고 원인을 분석하였다. 그리고 캐비티 간 충전 균형을 이루는 스크류 런너를 제안하였다. 실험과 해석에 사용된 모델은 8 캐비티를 갖는 다수 캐비티 사출금형으로 기하학적으로 균형 있게 설계된 런너를 가지고 있다. 폴리카보네이트 (Polycarbonate, PC)와 Zeonex 두 재료에 대하여 사출속도에 따른 충전 불균형 현상의 관찰 및 원인을 고찰하기 위해 사출성형실험과 CAE해석을 수행하였다. 또한 이러한 충전 불균형 현상이 제품 치수에 어떠한 영향을 미치는지도 파악하였다. 실험에서 두 재료에서 충전 패턴 현상은 다르게 나타났다. 폴리카보네이트경우 모든 사출속도에서 안쪽 캐비티가 먼저 채워지는 충전 현상을 보였으며 사출속도가 증가될수록 충전 불균형은 심해졌다. Zeonex의 경우 사출속도가 작은 경우는 바깥쪽 캐비티가 먼저 채워졌고 속도가 큰 경우는 안쪽 캐비티가 먼저 채워졌다. 이렇게 캐비티에 수지가 채워지는 양상이 다르므로 각 캐비티에서 제품의 물성, 즉 무게와 치수가 다르게 측정되었다. CAE 해석을 수행하여 각 재료마다 사출속도에 따른 충전 패턴 경향과 온도분포를 예측할 수 있었고 실험과 일치함을 알 수 있었다. 충전 균형을 위한 스크류 런너 설계에서는 나사산 높이와 Turn 수를 변경하여 4가지 타입의 스크류 런너를 설계하였다. 저점도 ABS, 고점도 ABS, PC, GPPS 네 가지 재료에 대하여 사출 성형 실험과 CAE를 통하여 충전 현상을 확인하였다. 또한 스크류 타입에 따른 충전 균형을 파악하였다. 스크류 런너를 통해 캐비티 간 균형있는 충전을 확인할 수 있었으며 재료에 따라서 충전 균형을 이루는 스크류 타입이 다르게 나타남을 알 수 있었다.
본 논문은 다수 캐비티의 사출성형에서 캐비티 간 충전 특성 및 원인 고찰과 충전 균형을 위한 런너 설계에 관해 연구한 논문이다. 다수 캐비티 사출성형에서는 각 캐비티 간 충전 불균형이 발생하는데 이러한 현상은 사출성형품의 치수 및 중량의 편차 뿐 아니라 물리적 특성에도 영향을 미치고 있다. 충전의 균형을 위해서는 우선 Delivery System 설계가 기하학적인 균형을 이루어야 한다. 그러나 Delivery System이 기하학적으로 균형 있게 설계가 되어 있다 하더라도 각 캐비티 간 충전 불균형은 여전히 발생될 수 있다. 이러한 충전 불균형 현상은 성형공정조건에 따라서도 재료에 따라서도 다르게 나타난다. 본 논문에서는 점도 및 물성이 다른 두 가지 수지에 대하여 성형조건에 따른 충전 현상을 관찰하고 원인을 분석하였다. 그리고 캐비티 간 충전 균형을 이루는 스크류 런너를 제안하였다. 실험과 해석에 사용된 모델은 8 캐비티를 갖는 다수 캐비티 사출금형으로 기하학적으로 균형 있게 설계된 런너를 가지고 있다. 폴리카보네이트 (Polycarbonate, PC)와 Zeonex 두 재료에 대하여 사출속도에 따른 충전 불균형 현상의 관찰 및 원인을 고찰하기 위해 사출성형실험과 CAE해석을 수행하였다. 또한 이러한 충전 불균형 현상이 제품 치수에 어떠한 영향을 미치는지도 파악하였다. 실험에서 두 재료에서 충전 패턴 현상은 다르게 나타났다. 폴리카보네이트경우 모든 사출속도에서 안쪽 캐비티가 먼저 채워지는 충전 현상을 보였으며 사출속도가 증가될수록 충전 불균형은 심해졌다. Zeonex의 경우 사출속도가 작은 경우는 바깥쪽 캐비티가 먼저 채워졌고 속도가 큰 경우는 안쪽 캐비티가 먼저 채워졌다. 이렇게 캐비티에 수지가 채워지는 양상이 다르므로 각 캐비티에서 제품의 물성, 즉 무게와 치수가 다르게 측정되었다. CAE 해석을 수행하여 각 재료마다 사출속도에 따른 충전 패턴 경향과 온도분포를 예측할 수 있었고 실험과 일치함을 알 수 있었다. 충전 균형을 위한 스크류 런너 설계에서는 나사산 높이와 Turn 수를 변경하여 4가지 타입의 스크류 런너를 설계하였다. 저점도 ABS, 고점도 ABS, PC, GPPS 네 가지 재료에 대하여 사출 성형 실험과 CAE를 통하여 충전 현상을 확인하였다. 또한 스크류 타입에 따른 충전 균형을 파악하였다. 스크류 런너를 통해 캐비티 간 균형있는 충전을 확인할 수 있었으며 재료에 따라서 충전 균형을 이루는 스크류 타입이 다르게 나타남을 알 수 있었다.
In this study the filling characteristics among the cavities in multi-cavity injection molding have been analyzed. Runner design for filling balance has been studied and novel runner design is also suggested. Small injection molded articles such as lens and mobile product’s parts are usually molded ...
In this study the filling characteristics among the cavities in multi-cavity injection molding have been analyzed. Runner design for filling balance has been studied and novel runner design is also suggested. Small injection molded articles such as lens and mobile product’s parts are usually molded in multi-cavity injection mold. The problem occurred in multi-cavity molding is flow imbalance among the cavities. The flow imbalance affects the dimensions and physical properties of molded articles. First of all, the flow imbalance among the cavities are originated from geometrical imbalance of delivery system such as runner and gate. However, even the geometry of delivery system is well balanced the cavity imbalance is being developed. Among the operational conditions, injection speed is the most significant process variable affecting the filling imbalances in multi-cavity injection molding. Through this study, experimental study of flow imbalance has been conducted for various injection speeds using PC (Polycarbonate) and Zeonex resin. Also, the filling imbalances were compared with CAE results. The dimensions and weights of multi-cavity molded parts were examined. The results showed that the filling imbalances vary according to the injection speeds and resins. In case of PC resin, the inner cavities were filled earlier than outer cavities for any injection speed tested in this study. However in case of Zeonex resin, the outer cavities were filled earlier than the inner cavities at low injection speed. On the other hand, the inner cavities were filled earlier than outer cavities at high injection speed. The physical characteristics such as weight and dimension were different from locations of cavities because of those filling imbalance. Through experiment and CAE analysis, it is concluded that the filling imbalance is derived from temperature distribution in the cross section of runner. New delivery system has been suggested in this study to eliminate flow imbalance problem. Novel runner design which has a helical geometry has been examined by experimentally and theoretically. The results showed that the filling balance varies according to the materials and helical type of runner. Subsequently helical type runner design could eliminate flow imbalance in multi-cavity injection molding.
In this study the filling characteristics among the cavities in multi-cavity injection molding have been analyzed. Runner design for filling balance has been studied and novel runner design is also suggested. Small injection molded articles such as lens and mobile product’s parts are usually molded in multi-cavity injection mold. The problem occurred in multi-cavity molding is flow imbalance among the cavities. The flow imbalance affects the dimensions and physical properties of molded articles. First of all, the flow imbalance among the cavities are originated from geometrical imbalance of delivery system such as runner and gate. However, even the geometry of delivery system is well balanced the cavity imbalance is being developed. Among the operational conditions, injection speed is the most significant process variable affecting the filling imbalances in multi-cavity injection molding. Through this study, experimental study of flow imbalance has been conducted for various injection speeds using PC (Polycarbonate) and Zeonex resin. Also, the filling imbalances were compared with CAE results. The dimensions and weights of multi-cavity molded parts were examined. The results showed that the filling imbalances vary according to the injection speeds and resins. In case of PC resin, the inner cavities were filled earlier than outer cavities for any injection speed tested in this study. However in case of Zeonex resin, the outer cavities were filled earlier than the inner cavities at low injection speed. On the other hand, the inner cavities were filled earlier than outer cavities at high injection speed. The physical characteristics such as weight and dimension were different from locations of cavities because of those filling imbalance. Through experiment and CAE analysis, it is concluded that the filling imbalance is derived from temperature distribution in the cross section of runner. New delivery system has been suggested in this study to eliminate flow imbalance problem. Novel runner design which has a helical geometry has been examined by experimentally and theoretically. The results showed that the filling balance varies according to the materials and helical type of runner. Subsequently helical type runner design could eliminate flow imbalance in multi-cavity injection molding.
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