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문제 정의
- 본 연구에서는 회전성형 제품의 효율적인 품질 개선을 도모하기 위하여, 중밀도 폴리에틸렌을 사용한 회전성형 플라스틱 제품에 대하여 이미지 분석 시스템을 이용하여 제품의 표면 상태를 분 석함으로서 회전성형의 특징을 고찰하였으며, 회 전성형 제품의 강도 측정을 위하여 인장시험을 수행하였다. 또한, 초음파 탐상법을 이용하여, 비 파괴적으로 회전성형 제품에서의 두께를 측정하여 실제 두께와 비교해 보았다.
- 본 연구에서는 회전성형 제품의 효율적인 품질 개선을 도모하기 위하여, 회전성형 플라스틱 제품에 제품의 표면 상태를 분석하여 회전성형의 특징을 고찰하였으며, 회전성형 제품에 대한인 장강도를 측정하는 시험을 수행하였다. 또한, 초 음파 탐상법을 이용하여, 비파괴적으로 회전성형 제품에서의 두께를 측정하여 실제 두께와 비교해 보았다.
제안 방법
- 인장시험은 ASTM D638 규격"°>에 의거 변형률 제어 모드(strain control mode)에서 실시하였으며, 크로스헤드(cross head) 스피드는 5mm/min으로 정하였다. 대기 중의 실온에서 시험하였으며, 연신율 즉 정기인 100mm짜리 익스텐소미터 (extensometer)를 이용하여, 최대인장응력 및 연신율을 측정하였다. 중밀도 폴리에틸렌의 밀도는 930~942kg/m3이고, 시험 시편으로 1호 형(Type I)과 4호형(TypeIV) 시편을 사용하였다.
- 본 연구에서는 회전성형 제품의 효율적인 품질 개선을 도모하기 위하여, 중밀도 폴리에틸렌을 사용한 회전성형 플라스틱 제품에 대하여 이미지 분석 시스템을 이용하여 제품의 표면 상태를 분 석함으로서 회전성형의 특징을 고찰하였으며, 회 전성형 제품의 강도 측정을 위하여 인장시험을 수행하였다. 또한, 초음파 탐상법을 이용하여, 비 파괴적으로 회전성형 제품에서의 두께를 측정하여 실제 두께와 비교해 보았다.
- 본 연구에서는 회전성형 제품의 효율적인 품질 개선을 도모하기 위하여, 중밀도 폴리에틸렌을 사용한 회전성형 플라스틱 제품에 대하여 이미지 분석 시스템을 이용하여 제품의 표면 상태를 분 석함으로서 회전성형의 특징을 고찰하였으며, 회 전성형 제품의 강도 측정을 위하여 인장시험을 수행하였다. 또한, 초음파 탐상법을 이용하여, 비 파괴적으로 회전성형 제품에서의 두께를 측정하여 실제 두께와 비교해 보았다.
- 회전성형품 생산업체인 로모테크(주)에서는 원료로 중밀도 폴리에틸렌(MDPE : Medium Density Polyethylene)을 사용하고 있다. 이 원료로 만들어진 제품 와 품질 상태를 확인함으로서, 관련되는 문제점을 추출하기 위하여, 제품의 표면 검사를 수행하였다. Fig.
- 인장시험은 ASTM D638 규격"°>에 의거 변형률 제어 모드(strain control mode)에서 실시하였으며, 크로스헤드(cross head) 스피드는 5mm/min으로 정하였다. 대기 중의 실온에서 시험하였으며, 연신율 즉 정기인 100mm짜리 익스텐소미터 (extensometer)를 이용하여, 최대인장응력 및 연신율을 측정하였다.
- 19)에 대하여 수행되었으며, 아동용 책상은 상판과 하부구조인 다리 부분으로 구성 되 어 있다. 책상의 상판과 다리 부분은 서로 다른 재질로만 들어졌기 때문에, 초음파 속도와 탐촉자 내부에 있는 진동자와 탐 상면까지의 거리도 각각 따로 측정하였다. 책상의 상판에서 측정한 위치를 1~ 25로 표시하였으며, 1〜13까지는 상판의 윗면을, 14〜25는 상판의 측면을 나타낸다.
- 초음파 탐상법 A(Method A)에서는, 미리 버니 어 캘 리 퍼 스로 실제 두께를 측정한 뒤 이 두께에 맞는 회전성형 제품으로 만든 시험편에서의 초음파 속도를 찾아내는 방법을 이용하였다.(Fig.
대상 데이터
- 3%이다. 1 호형 시편의 경우에는 9개의 시편을, 그리고 4호형 시편의 경우에는 8개의 시편을 시험한 후, 시험 결과를 평균값으로 정리하였다. 1 호형 시편의 평균 폭은 13.
- 1 호형 시편의 경우에는 9개의 시편을, 그리고 4호형 시편의 경우에는 8개의 시편을 시험한 후, 시험 결과를 평균값으로 정리하였다. 1 호형 시편의 평균 폭은 13.250mm이고, 평균 두께 는 3.1975mm이다. 4호형 시편의 평균 폭은 6.
- 사용된 안료는 지당이라는 첨가제로, 백색의 색료이다. R901U와 안료의 무게비는 각각 99.
- 사용된 초음파 탐상 장치는 A-Scan 장비인 Krautkramer USN 52R㈣이며, 사용된 탐촉자는 직 경 ©10mm이며, 측정범위는 1.5〜700mm의 두께를 측정할 수 있으며, 주파수가 2MHz인 MK2S 수직 탐촉자이다.(Figs.
- 대기 중의 실온에서 시험하였으며, 연신율 즉 정기인 100mm짜리 익스텐소미터 (extensometer)를 이용하여, 최대인장응력 및 연신율을 측정하였다. 중밀도 폴리에틸렌의 밀도는 930~942kg/m3이고, 시험 시편으로 1호 형(Type I)과 4호형(TypeIV) 시편을 사용하였다. Fig.
- 초음파 탐상은 회전성형 제품인 아동용 책상 (Fig. 19)에 대하여 수행되었으며, 아동용 책상은 상판과 하부구조인 다리 부분으로 구성 되 어 있다. 책상의 상판과 다리 부분은 서로 다른 재질로만 들어졌기 때문에, 초음파 속도와 탐촉자 내부에 있는 진동자와 탐 상면까지의 거리도 각각 따로 측정하였다.
- 회전성형품 생산업체인 로모테크(주)에서는 원료로 중밀도 폴리에틸렌(MDPE : Medium Density Polyethylene)을 사용하고 있다. 이 원료로 만들어진 제품 와 품질 상태를 확인함으로서, 관련되는 문제점을 추출하기 위하여, 제품의 표면 검사를 수행하였다.
이론/모형
- 파괴하지 않고 회전성형 완제품의 두께를 효과적으로 측정하기 위해서 초음파 탐상법을 이용하였다. 플라스틱 제품의 두께는 재료에서의 초음파의 속도와 탐촉자의 진동자와 탐 상면까지의 거리에 의해 정해진다.
성능/효과
- (2) 회전성형에 사용되는 중밀도 폴리에틸렌(Medium Density Polyethylene) R901U에 안료와 탄산칼슘을 첨가함으로써, 회전성형품의 인장강도를 증가시킬 수 있었다. 따라서, 큰 하중에 견딜 수 있는 회전성형품의 생산이 가능할 것으로 사료된다.
- 따라서, 회전성 형 제품에서의 속도를 찾기 위해, 임의의 초음파 속도를 사용하여 회전성형 제품으로 만든 시험편에 대한 두께 측정(Method A)과 표준규격 시편인 STB-A1 에서의 속도를 이용하여 구한 속도를 사용한 시험편에서의 두께 측정(Method B)을 비교함 으로서, 회전성형 제품에서의 정확한 속도를 구하였으며, 제품을 파괴하지 않고 제품의 두께를 정확히 측정할 수 있었다. 결과적으로, 회전성형 제품에 대한 효과적인 품질 관리가 가능하게 되었다.牌
- 결론적으로, 본 시험에는 1호 형(Type I) 시편이 4호형(Type IV) 시편보다 더 적합하다는 것을 알 수 있었다. 또한, R901U에 탄산칼슘 OM-2T 또는 OM-2를 첨가하였을 때, 인장강도가 증가하 는 것을 알 수 있었으며, OM-2를 첨가한 재료를 사용하여 작업할 때 분진이 발생하는 이유 때문에 로모테크(주)에서는 R9O1U에 안료 및 OM-2T 를 첨가한 재료를 사용하여 제품을 생산하고 있다.
- 6kgr/cm2는 170kgf/cm2보다 훨씬 높게 나타났다. 그러므로 본 시험에는 1호형(Type I)시편이 4호형(Type IV) 시편보다 더 적합하다는 것을 알 수 있다. R901U에 안료 및 탄산칼슘 OM-2T(3%)를 첨가했을 경우, 1호 형 시편에서의 인장강도는 179.
- 즉, 회 전성형 제품에 쓰인 중밀도 폴리에틸렌 재료에서의 초음파의 속도를 찾아야 한다. 따라서, 회전성 형 제품에서의 속도를 찾기 위해, 임의의 초음파 속도를 사용하여 회전성형 제품으로 만든 시험편에 대한 두께 측정(Method A)과 표준규격 시편인 STB-A1 에서의 속도를 이용하여 구한 속도를 사용한 시험편에서의 두께 측정(Method B)을 비교함 으로서, 회전성형 제품에서의 정확한 속도를 구하였으며, 제품을 파괴하지 않고 제품의 두께를 정확히 측정할 수 있었다. 결과적으로, 회전성형 제품에 대한 효과적인 품질 관리가 가능하게 되었다.
- 삼성아토피나(주)에서 시판하는 중밀도 폴리에틸렌 R901U에, 로모테크(주)에서 사용하는 부가 재료를 첨가해서, 성형한 제품에 대한 인장강도를 측정한 결과, R901U의 인장강도 “Okgf/cn? 보 다, 더 높게 나타났음을 알 수 있다. 우선, 인장 강도에 별로 영향을 끼치지 않는 안료만 혼합된 경우, 1호 형 시편에서의 인장강도 170.
- 7 의 모습은 제품 외부면(금형과 맞닿는 면)에 해당한다. 즉, 전체적으로 고르지 못한 표면을 가지고 있는 것으로 나타났으나, 검사된 표면의 여러 가 지 모양은 크기가 1mm도 되지 않을 만큼 작게 나타났다. 재료가 응집된 형상과 물이 흐르는 듯한 형상은 재료를 완전히 녹이지 않은 상태에서 금형을 냉각시켜서 나타난 현상이라 판단할 수 있고, 제품의 내.
후속연구
- (1) 회전성형 제품의 표면 검사를 통하여, 회전 성형 제품의 표면에 나타나는 특징 및 결함 또는 문제점을 파악함으로서, 제품의 품질 개선을 도모할 수 있을 것으로 판단된다.
- (3) 제품을 파괴하지 않고 속이 비어있는 제품의 두께를 측정함으로써, 회전성형 제품의 전반적인 품질 상태를 확인할 수 있으며, 제품의 품질 개선을 도모할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 부분적으로 제품의 두께에 차이가 나는 것은 금형 외면에서의 고르지 못한 온도분배 때문인 것으로 사료되며, 이를 해소하기 위하여 회전성형 기의 오븐 및 흡입구의 구조를 개선하는 별도의 연구를 현재 진행 중에 있다.
- 결론적으로, 회전성형 제품의 표면검사를 통하 여, 회전성형 제품의 표면에 나타나는 특징 및 결함 또는 문제점을 파악함으로서, 제품의 품질 개선을 도모할 수 있을 것으로 사료된다.
- (2) 회전성형에 사용되는 중밀도 폴리에틸렌(Medium Density Polyethylene) R901U에 안료와 탄산칼슘을 첨가함으로써, 회전성형품의 인장강도를 증가시킬 수 있었다. 따라서, 큰 하중에 견딜 수 있는 회전성형품의 생산이 가능할 것으로 사료된다.
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