다성분계 고분자 블렌드의 Weldline 강도에 관한연구

김형수 한국유변학회 1997 Korea-Australia rheology journal Vol.9 No.4

PC(polycarbonate), SAN(styren-acrylonitrile)공중합체, 그리고 충격 보강제를 근간 으로 하는 다성분계 고분자 블렌드에 대하여 고정된 사출조건에서 블렌드의 조성에 따른 weldline강도의 변화를 조사하였다. 블렌드의 전체적인 함량에 있어서 PC가 그함량이 높아 연속상이 되는 경우가 비교적 높은 weldline강도를 나타내지만 PC함량이 감소함에 따라서 급격한 저하가 발생하여 채-continuity의 성향이 강한 50%부근에서 최소 값을 보였다. PC 함량이 고정되었을 때에는 분산상의 점도가 증가할수록 weldline 강도가 향상되었는데 이는 weldline의 형성 시에 발생하는 분수형 흐름장에 의한 분산상의 배향이 억제되어 외부 응력 에 대하여 균일하게 대응할수 있는 형태학을 유지하는 효과로 설명된다. 충격보강제의 변경 과 상용화제의 적용으로부터 얻은 결과를 종합하여 볼 때 다성분계 고분자 블렌드의 weldline강도는 구성성분간의 상용성 뿐만 아니라 유변학적인 조건이 만족되어야 효과적으 로 향상될수 있다.

폴리프로필렌/에틸렌-옥텐 공중합체 블렌드의 기계적 성질 및 웰드라인 물성에 미치는 폴리프로필렌-옥텐 공중합체의 영향에 관한 연구

구효선 ( Hyo Seon Koo ),손영곤 ( Young Gon Son ) 한국고무학회 2011 엘라스토머 및 콤포지트 Vol.46 No.3

이 연구에서는 메탈로센 (metallocene) 촉매로 중합된 에틸렌-옥텐 공중합체를 충격보강제로 사용한 복합폴리프로필렌 (PP)에 상용화제로 프로필렌-옥텐 공중합체의 영향에 관하여 조사하였다. 사용된 프로필렌-옥텐 공중합체는 실험실에서 메탈로센 촉매를 사용하여 중합하였다. 상용화제가 첨가되지 않은 복합 PP의 경우 웰드라인에서 기계적 물성이 매우 낮았는데 상용화제의 첨가에 따라 웰드라인의 기계적 강도가 현저히 증가하였다. 그러나 상용화제가 첨가된 복합 PP라도 웰드라인이 없는 시편에서는 물성개선이 크지 않는 것으로 관찰되었는데, 이는 제조된 상용화제의 분자량이 매우 낮기 때문이었다. 적절한 조건에서 분자량이 높은 프로필렌 옥텐 공중합체를 제조한다면 상용화제로서 효과가 클 것으로 기대할 수 있었다. Effect of poly(propylene-co-octene) as a compatibilizer in toughened polypropylene/ poly(ethylene-co-octene) (EOC) was investigated. The EOCs used were metallocene catalyzed commercial linear low density polyethylene and they are elastomeric materials. The poly(propylene-co-octene) was synthesized by metallocene catalyst in our laboratory to be used as a compatibilizer in PP/EOC blends. PP/EOC blends without compatibilizer shows very low mechanical properties in specimens with weldlines while incorporation of a compatibilizer significantly increases the mechanical properties of specimens with weldlines. However, compatibilized PP/EOC blends does not show increased impact property in a weldline free specimen and it is attributed to low molecular weight of the poly(propylene-co-octene) synthesized in present study. It is expected that the poly(propylene-co-octene) having increased molecular weight provides very good performance as an effective compatibilizer in toughened polypropylene/EOC blends.

자동차용 Fog Blank Cover의 사출성형 품질 향상을 위한 2단계 설계 최적화

박창현(Chang-Hyun Park),안희재(Hee-jae Ahn),최동훈(Dong-Hoon Choi),표병기(Byung-Gi Pyo) 대한기계학회 2010 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2010 No.3

사출성형에서 사출압력은 제품의 특성을 결정하는 주요인자이므로 사출압력은 최소화 되어야 한다. 또한 휨 변형과 웰드라인은 사출성형에서의 대표적인 불량요인으로 사출성형품의 품질 향상을 위해 방지되어야 한다. 본 논문에서는 사출성형품의 품질 향상을 위해 설계 절차를 2 단계로 나눈다. 첫 번째 설계에서는 공정조건을 제어하여 사출압력과 휨 변형을 최소화하기 위해 직교배열표를 이용한 전산실험을 수행하고 이를 이용하여 근사모델을 생성 한 후 최적설계를 수행 한다. 두 번째 설계에서는 유동경로 개선을 통한 웰드라인의 발생을 방지하기 위해 해석 모델의 두께를 변경하고 웰드라인 발생 유무를 평가한다. 이러한 설계 절차를 통해 사출압력과 휨 변형을 최소화하면서 웰드라인을 방지하여 본 논문에서 제안한 설계 방법의 유효성을 보이고자 한다. Injection pressure, an important factor in filling procedure, should be minimized to enhance injection molding quality. In addition, warping deformation and weld lines, representative faulty factors, should be avoided to enhance injection molding quality. To solve the optimization problem posed, design optimization procedure is divided into two stages. In the first stage, we optimally obtained injection molding process variables that minimize injection pressure and warping deformation by using design of experiments, approximation and optimization techniques equipped in PIAnO(Process Integration, Automation, and Optimization), a commercial PIDO(Process Integration and Design Optimization) tool. Later, we determined the best thickness of injection molding part to avoid generating weldlines. Finally, we obtained optimization results, which could demonstrate the effectiveness of our design method.

마이크로 유전알고리즘을 이용한 사출성형품의 게이트 위치 최적화

조성빈(Sung-Bin Cho),박창현(Chang-Hyun Park),표병기(Byung-Gi Pyo),이병옥(Byung-Ohk Rhee),최동훈(Dong-Hoon Choi) 한국자동차공학회 2011 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2011 No.5

A design problem was formulated to minimize the injection pressure while preventing weldlines. To solve this design problem, we integrated MAPS-3D (Mold Analysis and Plastic Solution-3Dimension), a commercial injection molding analysis CAE tool, using the file parsing method of PIAnO (Process Integration, Automation and Optimization) as a commercial PIDO (Process Integration and Design Optimization) tool. Then, we used micro GA (Genetic Algorithm) equipped in PIAnO. Using the proposed design approach, the injection pressure has been reduced compared to the initial one while satisfying the design constraint. This design result clearly shows the validity of the proposed design approach.

유도가열 조건에 따른 사출성형품 웰드부의 강도 고찰

손동휘(Dong-Hwi Son),서영수(Young-Soo Seo),박근(Keun Park) 한국소성가공학회 2009 한국소성가공학회 학술대회 논문집 Vol.2009 No.10

Weldlines are generated during the injection molding process when two or more melt flows are brought into contact. At the welded contact region, a ‘V’-shaped notch is formed on the surface of the molded part. This ‘V’-notch deteriorates not only surface appearance but also mechanical strength of the molded part. To eliminate or reduce weldlines so as to improve the weldline strength, the mold temperature at the corresponding weld locations should be maintained higher than the glass transition temperature of the resin material. The present study implements high-frequency induction heating in order to rapidly raise mold surface temperature without a significant increase in cycle time. This induction heating enables to local mold heating so as to eliminate or reduce weldlines in an injection-molded plastic part. The effect of induction heating conditions on the weldline strength and surface appearance of an injection-molded part is investigated.

Eliminating weldlines of an injection-molded part with the aid of high-frequency induction heating

Park, Keun,Sohn, Dong-Hwi,Cho, Kwang-Hwan 대한기계학회 2010 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.24 No.1

High-frequency induction is an efficient way to heat mold surface by non-contact electromagnetic induction. It has been recently applied to injection molding because of its capability to heat and cool mold surface rapidly. This study applies high-frequency induction heating to eliminate weldlines in an injection-molded plastic part. To eliminate or reduce weldlines, the mold temperature at the corresponding weld locations should be maintained higher than the glass transition temperature of the resin material. Through 3 s of induction heating, the maximum temperature of $143^{\circ}C$ is obtained on the mold surface around the elliptic coil, while the temperature of the mold plate is lower than $60^{\circ}C$. An injection molding experiment is then performed with the aid of induction heating, and the effect of induction heating conditions on the surface appearance of the weldline is investigated. The weldline on the heated region is almost eliminated, from which we can obtain the good surface appearance of the part.

고온기체 유동을 이용한 사출성형품의 웰드라인 개선

정재성,이영주,민경배,송보근,김희성,김선경,Jung, Jae-Sung,Lee, Young-Joo,Min, Kyung-Bae,Song, Bo-Keun,Kim, Hee-Sung,Kim, Sun-Kyung 한국금형공학회 2014 한국금형공학회지 Vol.8 No.1

Today, looking at the trend of product development, interests of injection technology to reduce weldline are growing because of increases of polymer composite materials that containing functional elements and demand of no-painted injection in accordance with environmental regulations. In this paper, surface temperatures of mold increased using high temperature gas for elimination of weldline and characteristics of weldline are analyzed according to mold temperature($60^{\circ}C{\sim}120^{\circ}C$).

사출압축성형을 적용한 고해상도 폰 카메라용 플라스틱 렌즈 개발

이호상(Ho Sang Lee),전원택(Won Taek Jeon),김성우(Sung Woo Kim) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集A Vol.37 No.1

본 논문의 목적은 사출압축성형을 적용하여 13 메가 픽셀을 갖는 휴대폰 카메라용 플라스틱 비구면 렌즈를 개발하는데 있다. 사출압축성형 실험을 위하여 이동 가능한 상부 형판과 4 개의 스프링을 사용하여 금형이 제작되었다. 두께비 2 를 갖는 비구면 렌즈를 대상으로 캐비티 충전 실험을 수행한 결과, 일반 사출성형에서는 웰드라인이 발생하였으나, 0.3㎜ 의 압축스트로크가 적용된 사출압축성형에서는 웰드라인이 발생하지 않았다. 또한 미성형 실험을 통하여 얻은 충전패턴은 해석결과와 잘 일치하였다. 복굴절은 압축스트로크가 증가함에 따라 감소하였으며, 사출압축성형에서 발생한 복굴절은 일반 사출성형에 의한 값에 비하여 매우 낮고 균일한 분포를 나타냈다. 그리고 4 장의 플라스틱 렌즈로 구성된 조립체의 평균 복굴절은 장착되는 렌즈의 방향에 의하여 크게 영향을 받았다. This study aims to develop a plastic aspheric lens for a 13-megapixel mobile phone camera by injectioncompression molding. A mold for injection-compression molding experiments was fabricated with a movable upper plate and four springs. During cavity filling for an aspheric lens with a thickness ratio of 2, a weldline was formed under conventional injection molding, whereas no weldline was formed under injection-compression molding with a compression stroke of 0.3 ㎜. The flow patterns were in good agreement with the simulation results. The birefringence decreased as the compression stroke increased, and the birefringence produced by injection-compression molding was very low and more uniform compared with that produced by injection molding. In addition, the bulk birefringence of an assembly composed of four plastic lenses was significantly affected by the orientation of the lenses to be mounted.

사출성형 해석을 통한 Weldline 및 Flow mark 개선사례

이영창(Yeong Chang Lee) Korean Society for Precision Engineering 2013 한국정밀공학회지 Vol.30 No.12

고주파 가열조건에 따른 플라스틱 사출성형품의 표면특성 고찰

손동휘 ( Dong Hwi Sohn ),서영수 ( Young Soo Seo ),박근 ( Keun Park ),이광우 ( Kwang Woo Lee ) 한국고무학회 2009 엘라스토머 및 콤포지트 Vol.44 No.4

고주파 유도가열은 전자기 유도현상을 이용하여 금형표면을 비접촉 형태로 급속 가열할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 고주파 유도가열을 사용하여 사출금형의 표면을 급속으로 가열함으로써 휴대폰 사출성형품의 웰드라인을 제거하기 위한 연구를 수행하였다. 고주파 유도가열 실험을 통해 3초간의 가열로 금형 표면온도를 143 ℃까지 가열함으로써 고분자수지의 유리전이온도 이상으로 급속 가열할 수 있음을 확인하였으며, 상기 고주파 유도가열을 적용하여 휴대폰 외장부의 사출성형을 실시하여 기존에 발생되었던 웰드라인을 성공적으로 제거할 수 있었다. 또한 유도가열시 가열조건(고주파 유도가열기 출력 및 가열시간)의 변화에 따른 웰드부 표면특성의 변화를 고찰하였다. High-frequency induction is an efficient way to rapidly heat mold surface by electromagnetic induction. In the present work, high-frequency induction heating is applied to injection molding of a mobile phone cover in order to eliminate weldlines by efficiently raising the mold temperature. Through the induction heating experiments, the maximum temperature of 143 ℃ is obtained on the mold surface in 3s of heating, which is higher than the glass transition temperature of the resin material. An injection molding experiment is then performed with the aid of induction heating, from which we can successfully remove all the weldlines of the mobile phone cover. The effect of induction heating conditions such as the heating power and the heating time on the surface appearance is experimentally investigated.