초록 ▼

□ 개발목표
계 획
물사출성형 기술 적용을 위한 금형 구조, 성형 시스템, 금형설계 및 성형공정 변수가 성형품질에 미치는 영향도 분석과 개발 요소기술 적용 플라스틱 High Cycle 성형기술 구현을 위한 친환경 물 사출성형 시스템 개발
실 적
완료

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1. 물의 침투 길이 : 계획(70% 이상), 실적(대상 제품의 금형에는 스필오버가 설치되고, 풀샷 방식의 사출 공정이 적용되어 물 혹은 유체가 제품의 전체 길이를 관통하여 스필오버를 채우므로 중공성형품에서의 물의 침

□ 개발목표
계 획
물사출성형 기술 적용을 위한 금형 구조, 성형 시스템, 금형설계 및 성형공정 변수가 성형품질에 미치는 영향도 분석과 개발 요소기술 적용 플라스틱 High Cycle 성형기술 구현을 위한 친환경 물 사출성형 시스템 개발
실 적
완료

□ 정량적 목표항목 및 달성도
1. 물의 침투 길이 : 계획(70% 이상), 실적(대상 제품의 금형에는 스필오버가 설치되고, 풀샷 방식의 사출 공정이 적용되어 물 혹은 유체가 제품의 전체 길이를 관통하여 스필오버를 채우므로 중공성형품에서의 물의 침투 길이는 100%임)
2. 중공품의 벽두께 차이 : 계획(50% 이하), 실적(중공제품의 중심에서 외경 방향의 선을 기준으로 시계 방향으로 0, 90, 180, 270도 위치에서 형성된 잔류 벽두께를 측정한 결과 최종 개발목표치인 중공품 잔류벽두께 차이 50%를 모두 만족)
3. 가스사출 대비 냉각효율 단축시간 : 계획(30% 이상), 실적(유체사출성형 공정이 종료된 동일한 시간(60초)에 금형을 개방한 후 적외선 열화상 카메라로 측정하여 가스사출성형의 경우 중공단면 성형 후 평균온도 분포가 130도 이상으로 높게 형성되고 있음을 볼 수 있으며, 물을 적용한 경우는 80도 이하의 낮은 온도 분포를 보였음. 본 과제에서 목표한 냉각효율은 가스사출성형으로 생산되는 자동차 Door Handle의 성형 싸이클 80초를 기준으로 물사출성형의 경우 성형싸이클은 55초가 소요되었으며, 이를 기준으로 계산한 결과 약 31% 단축되는 결과를 얻었음.)
4. 금형 치수 정밀도 : 계획(0.01mm), 실적(3차원 자유 곡선 자동차 튜브 형상 물사출성형 실험 금형의 측정을 통하여 중공 초기부는 직경 20.8±0.01mm, 중공 말단부는 직경 23.2±0.01mm의 치수 spec.을 모두 만족하였음)
5. 제품 치수 정밀도 : 계획(0.5mm), 실적(파팅 라인을 기준으로 수평 방향과 수직 방향의 외경을 측정한 결과 중공 초기부 직경 20.6±0.5mm, 중공 말단부 직경 23±0.5mm의 치수 spec.을 모두 만족하였음)
6. 성형 싸이클 : 계획(55sec), 실적(물사출성형의 냉각시간은 성형품의 변형과 수축을 고려하여 50초로 동일하게 적용하였으며, 사출성형기의 수지 주입 과정 중의 외란 요소에 의한 점도변화와 보압 절환점의 변동으로 평균 사출시간은 약 4.84초로, 평균 성형싸이클은 54.8초로 목표치를 만족함)
7. 불량율 : 계획(5%), 실적(중공품 외경, 중공부 침투길이, 스필오버, 끝단부의 터짐현상 (Blowout), 물 주입구의 누수 등을 판단하여 물사출성형품의 불량률을 판정하였으며, 목표치 불량율 5% 이하의 목표치는 달성되었음.)

□ 기대효과
◦금속 및 고무 소재 대체를 위한 중공형 플라스틱 제품 개발에 활발한 적용이 예상되며, 국외 기술 적용 사례를 고려할 때 국내 자동차 튜브류 및 내외장재 부품에 대한 확대 적용이 가능함.
◦독자적인 한국형 물사출성형 기술 개발을 통하여 다양한 기술개발이 가능한 장비 기술 및 금형 기술을 확보하였으며, 향후 자동차 튜브류 제품군 개발에 적극적인 활용이 가능하여 대외 경쟁력을 향상 시킬 수 있음.
◦기존의 블로우 성형 공정과 브라켓 부품의 조합을 통하여 생산되던 다공정 부품을 물사출성형을 통하여 단공정 생산방식으로 전환할 수 있기 때문에 설계 자유도가 높아져 다양한 제품에 대한 공법 적용이 예상되며, 특히 이를 통한 생산 에너지 절감을 구현하여 제조산업의 활성화를 유도할 수 있을 것으로 예상됨.

□ 적용분야
◦독자적인 한국형 물사출성형 기술 개발을 통하여 다양한 기술개발이 가능한 장비 기술 및 금형 기술을 확보하였으며, 향후 자동차 튜브류 제품군 개발에 적극적인 활용이 가능하여 대외 경쟁력을 향상 시킬 수 있음.
◦가스 및 공압 기반 물사출성형 시스템의 제작으로 고가의 장비가격으로 적용하지 못하던 국내 중소기업의 적용 활성화.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 중소기업 기술개발사업 최종보고서 ... 2
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 서 (초 록) ... 4
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 7
• 제 1 절 개발대상기술의 중요성 ... 7
• 1. 기술개발 개요 ... 7
• 2. 기술 개발 필요성 ... 9
• 제 2 절 국내외 관련기술의 현황 ... 11
• 1. 국내 기술동향 ... 11
• 2. 국외 기술동향 ... 11
• 제 2 장 기술목표 및 개발내용 ... 15
• 제 1 절 기술개발 목표 ... 15
• 제 2 절 세부 개발내용 및 방법 ... 16
• 1. 물사출성형 제어기 구조 설계 및 정밀 물사출성형 시스템 국산화 ... 16
• 2. 복합 성능 분석을 위한 물사출성형 실험 금형 설계 및 제작 ... 27
• 3. 물사출성형 성형용 Injector 제조 기술 개발 ... 38
• 4. 물사출성형 적용 수지의 물성 평가 ... 48
• 5. 물사출성형 CAE 해석 기술 개발 ... 56
• 6. 유동 가시화 금형을 통한 중공부 유동특성 분석 ... 77
• 7. 유체사출성형의 공정조건에 따른 잔류벽두께 변화 ... 88
• 8. 물사출성형 High Cycle 확보를 위한 양산 공정 기술 ... 98
• 제 3 절 기술개발결과 ... 112
• 1. 평가지표 달성현황 ... 112
• 2. 지식재산권 및 논문 ... 119
• 제 3 장 성과요약 및 기대효과 ... 121
• 제 1 절 적용분야 및 기대효과 ... 121
• 제 2 절 마케팅 및 제품 상용화 전략 ... 121
• 1. 마케팅 전략 ... 121
• 2. 제품 상용화 전략 ... 122
• 부 록 ... 123
• 끝페이지 ... 209