광학적 특성을 필요로 하는 성형품(도광판, 렌즈, LED램프, DVD 등)을 일반사출성형(Conventional injection molding)으로 성형 했을 때, 스크류 선단의 사출 압력과 금형 내에 캐비티 압력이 높게 작용하게 된다. 이런 압력이 높아지면 성형품에 복굴절 패턴이 많이 존재하고 그로 인하여 잔류응력도 크게 발생하게 된다. 그러므로 복굴절 패턴을 최소화하기 위하여 사출 압력과 캐비티 압력을 낮출 수 있는 ...
광학적 특성을 필요로 하는 성형품(도광판, 렌즈, LED램프, DVD 등)을 일반사출성형(Conventional injection molding)으로 성형 했을 때, 스크류 선단의 사출 압력과 금형 내에 캐비티 압력이 높게 작용하게 된다. 이런 압력이 높아지면 성형품에 복굴절 패턴이 많이 존재하고 그로 인하여 잔류응력도 크게 발생하게 된다. 그러므로 복굴절 패턴을 최소화하기 위하여 사출 압력과 캐비티 압력을 낮출 수 있는 성형공법이 개발되었는데 이것이 사출압축성형(Injection compression molding, ICM) 공법이다. 사출압축성형은 사출성형기의 전체 공정 중에서 형폐 시 금형을 완전히 닫지 않고 금형보호 구간 이후에 일정한 압축거리를 주어서 압축력과 압축속도로 제어하는 방법이다. 최근에는 광학적 특성을 요구하는 성형품에 대부분 사용되고 있으며, 특히 전동사출성형기의 기술발전으로 압축거리 및 압축력이 과거의 유압사출성형기 보다 더 정밀하게 제어가 되어서 성형품의 품질이 향상 되고 있다. 하지만 사출압축성형의 조건설정은 일반사출성형의 조건설정 보다 매우 까다롭다. 그 이유는 정확한 사출량을 정해야 하며 편차가 없어야 하기 때문이다. 또한 압축력, 압축속도, 압축지연시간, 압축거리 등을 잘 정해야만 완벽한 사출압축성형을 할 수 있다. 그래서 본 연구에서는 사출압축성형의 성형특성을 좀 더 깊이 연구하기 위하여 어떠한 성형 인자가 압축성형에 영향을 주는지에 대하여 분석하였으며 일반사출성형과 사출압축성형을 비교하기 위하여 조건 별 실험과 성형해석을 수행하여 고찰하였다. 실험 및 해석을 수행하기 위하여 실험장비는 정밀 사출압축성형이 가능한 150ton급 전동식 사출성형기를 사용하였고 금형은 Flat한 형상인 Bar Flow 시험편 금형을 사용하였으며 재료는 도광판 및 렌즈 등에 사용되고 있는 폴리카보네이트(Polycabrnate, PC)와 일반용폴리스틸렌(General purpose polystyene, GPPS)을 사용하였다. 해석프로그램은 Moldflow 와 3D Timon를 사용하였다. 실험조건과 CAE해석조건은 압축거리, 압축속도, 압축력, 압축지연시간을 이용하여 동일한 조건으로 진행하여 압축특성을 비교분석 하였다. 또한 해석은 형상별로 보압전환시점의 압력분석과 수축율의 비교 그리고 광학 해석을 이용하여 복굴절 패턴을 실험시편과 비교하였다. 그 결과 일반사출성형과 사출압축성형의 광학적 특성 중에서 사출압축성형 시 복굴절이 균일하게 분포된 것을 알 수 있었고 형상에 따른 압축효과 비교에서도 가장 효과적인 형상은 Flat한 형상인 것을 CAE해석 결과로 확인 할 수 있었다. 그리고 사출압축성형 시 광학적 특성에 영향을 주는 인자는 압축력, 압축지연시간. 압축거리라는 것을 알 수 있었다.
광학적 특성을 필요로 하는 성형품(도광판, 렌즈, LED램프, DVD 등)을 일반사출성형(Conventional injection molding)으로 성형 했을 때, 스크류 선단의 사출 압력과 금형 내에 캐비티 압력이 높게 작용하게 된다. 이런 압력이 높아지면 성형품에 복굴절 패턴이 많이 존재하고 그로 인하여 잔류응력도 크게 발생하게 된다. 그러므로 복굴절 패턴을 최소화하기 위하여 사출 압력과 캐비티 압력을 낮출 수 있는 성형공법이 개발되었는데 이것이 사출압축성형(Injection compression molding, ICM) 공법이다. 사출압축성형은 사출성형기의 전체 공정 중에서 형폐 시 금형을 완전히 닫지 않고 금형보호 구간 이후에 일정한 압축거리를 주어서 압축력과 압축속도로 제어하는 방법이다. 최근에는 광학적 특성을 요구하는 성형품에 대부분 사용되고 있으며, 특히 전동사출성형기의 기술발전으로 압축거리 및 압축력이 과거의 유압사출성형기 보다 더 정밀하게 제어가 되어서 성형품의 품질이 향상 되고 있다. 하지만 사출압축성형의 조건설정은 일반사출성형의 조건설정 보다 매우 까다롭다. 그 이유는 정확한 사출량을 정해야 하며 편차가 없어야 하기 때문이다. 또한 압축력, 압축속도, 압축지연시간, 압축거리 등을 잘 정해야만 완벽한 사출압축성형을 할 수 있다. 그래서 본 연구에서는 사출압축성형의 성형특성을 좀 더 깊이 연구하기 위하여 어떠한 성형 인자가 압축성형에 영향을 주는지에 대하여 분석하였으며 일반사출성형과 사출압축성형을 비교하기 위하여 조건 별 실험과 성형해석을 수행하여 고찰하였다. 실험 및 해석을 수행하기 위하여 실험장비는 정밀 사출압축성형이 가능한 150ton급 전동식 사출성형기를 사용하였고 금형은 Flat한 형상인 Bar Flow 시험편 금형을 사용하였으며 재료는 도광판 및 렌즈 등에 사용되고 있는 폴리카보네이트(Polycabrnate, PC)와 일반용폴리스틸렌(General purpose polystyene, GPPS)을 사용하였다. 해석프로그램은 Moldflow 와 3D Timon를 사용하였다. 실험조건과 CAE해석조건은 압축거리, 압축속도, 압축력, 압축지연시간을 이용하여 동일한 조건으로 진행하여 압축특성을 비교분석 하였다. 또한 해석은 형상별로 보압전환시점의 압력분석과 수축율의 비교 그리고 광학 해석을 이용하여 복굴절 패턴을 실험시편과 비교하였다. 그 결과 일반사출성형과 사출압축성형의 광학적 특성 중에서 사출압축성형 시 복굴절이 균일하게 분포된 것을 알 수 있었고 형상에 따른 압축효과 비교에서도 가장 효과적인 형상은 Flat한 형상인 것을 CAE해석 결과로 확인 할 수 있었다. 그리고 사출압축성형 시 광학적 특성에 영향을 주는 인자는 압축력, 압축지연시간. 압축거리라는 것을 알 수 있었다.
When products that require optical properties such as light guide plate, lens, LED lamp, DVD, and etc. are molded in conventional injection molding, the cavity pressure in mold and the injection pressure of the front of screw are occurred. as the pressure increases, birefringent pattern is existed a...
When products that require optical properties such as light guide plate, lens, LED lamp, DVD, and etc. are molded in conventional injection molding, the cavity pressure in mold and the injection pressure of the front of screw are occurred. as the pressure increases, birefringent pattern is existed a lot and the residual stress is generated. In order to minimize these birefringent patterns, the method to reduce the cavity pressure and injection pressure has been developed. That is a injection compression Molding. Injection compression Molding is a process that mold is not completely closed leaving a certain degree of gap followed by injection. That is a way to control compression by the compressive force and the compressive rate. In recent years, It is used for most of products which require the optical properties. Due to the technical progress of electric injection molding machines, the compression distance and the compressive force can be controlled more precisely and improve the quality of molding products than the hydraulic injection molding. However condition setting of the injection compression molding is much demanding than the conventional injection molding. The reason is that it needs to pick the exact amount of the injection and there shall be no deviation. And injection compression molding requires exact the compressive force, the compression delay and the compression distance. In this study, which elements are affecting to the injection molding are investigated to examines the characteristics of conventional injection molding. The experiment in different conditions and analysis according to the shape are performed in order to compare injection compression molding and conventional injection molding. Laboratory equipment was a precision injection-compression molding possible 150ton class electric injection molding machine. Laboratory Mold was used a test specimen of Bar Flow which is flat shape. And polycarbonate(PC) and general purpose polystyrene(GPPS) were used which is materials of light guide plate and lens. Moldflow and 3D Timon were used as computer simulation program. Molding conditions and CAE analysis conditions were conducted under the same conditions using by the compression distance, the compression rate, the compressive force, and the compression delay time. The analysis has been compared birefringent patterns with experimental measurements by analysis of pressure at the time of pressure switch, the contraction percentage, and optical analysis. As a result, one of the optical properties of conventional injection molding and Injection compression molding is that birefringence could see uniformly distributed in injection compression molding. It is configured by CAE analysis that the effective shape in injection compression molding is flat one. Parameters that affect the optical properties in injection compression molding are the compressive force, the compression delay time, the compression distance.
When products that require optical properties such as light guide plate, lens, LED lamp, DVD, and etc. are molded in conventional injection molding, the cavity pressure in mold and the injection pressure of the front of screw are occurred. as the pressure increases, birefringent pattern is existed a lot and the residual stress is generated. In order to minimize these birefringent patterns, the method to reduce the cavity pressure and injection pressure has been developed. That is a injection compression Molding. Injection compression Molding is a process that mold is not completely closed leaving a certain degree of gap followed by injection. That is a way to control compression by the compressive force and the compressive rate. In recent years, It is used for most of products which require the optical properties. Due to the technical progress of electric injection molding machines, the compression distance and the compressive force can be controlled more precisely and improve the quality of molding products than the hydraulic injection molding. However condition setting of the injection compression molding is much demanding than the conventional injection molding. The reason is that it needs to pick the exact amount of the injection and there shall be no deviation. And injection compression molding requires exact the compressive force, the compression delay and the compression distance. In this study, which elements are affecting to the injection molding are investigated to examines the characteristics of conventional injection molding. The experiment in different conditions and analysis according to the shape are performed in order to compare injection compression molding and conventional injection molding. Laboratory equipment was a precision injection-compression molding possible 150ton class electric injection molding machine. Laboratory Mold was used a test specimen of Bar Flow which is flat shape. And polycarbonate(PC) and general purpose polystyrene(GPPS) were used which is materials of light guide plate and lens. Moldflow and 3D Timon were used as computer simulation program. Molding conditions and CAE analysis conditions were conducted under the same conditions using by the compression distance, the compression rate, the compressive force, and the compression delay time. The analysis has been compared birefringent patterns with experimental measurements by analysis of pressure at the time of pressure switch, the contraction percentage, and optical analysis. As a result, one of the optical properties of conventional injection molding and Injection compression molding is that birefringence could see uniformly distributed in injection compression molding. It is configured by CAE analysis that the effective shape in injection compression molding is flat one. Parameters that affect the optical properties in injection compression molding are the compressive force, the compression delay time, the compression distance.
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