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Polymer(Korea), Vol.36, No.5, 555-563, September, 2012
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유리섬유로 보강된 수지에서 제품설계 및 성형조건에 따른 휨의 연구: Part 1. 비결정성 수지
A Study on the Warpage of Glass Fiber Reinforced Plastics for Part Design and Operation Condition: Part 1. Amorphous Plastics
이민, 김혁1, 류민영2, †
  • 영남이공대학 기계자동차공학부 기계계열
  • 1서울과학기술대학교 대학원
  • 2서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과
Min Lee, Hyeok Kim1, and Min-Young Lyu2, †
  • Mechanical Engineering, Yeungnam College of Science & Technology, 170 Daemyeong-dong, Nam-gu, Daegu 705-703, Korea
  • 1Graduate School of NID Fusion Technology, Seoul National Univ. of Science and Technology, 172 Gongneung 2-dong, Nowon-gu, Seoul 139-743, Korea
  • 2Department of Machinery System Design Engineering, Seoul National Univ. of Science and Technology, 170 Daemyeong-dong, Nam-gu, Daegu 705-703, Korea
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초록
사출 성형품에서 발생되는 뒤틀림은 성형공정 중 제품의 불균일한 수축과 잔류응력의 이완으로 인하여 나타나는 현상이다. 휨이나 뒤틀림 현상을 방지하기 위해서 성형품이 강성이 있도록 설계하거나 수지에 유리섬유 등으로 보강하여 사용한다. 본 연구에서는 플라스틱의 성형품에서 성형품의 설계에 따른 뒤틀림 현상을 성형조건 별로 알아보았다. 성형품의 설계는 리브로 보강된 두 종류와 보강 리브가 없는 시편을 사용하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 비결정성 수지인 PC와 ABS를 사용하였다. 실험결과 휨은 리브의 설계에 따라 큰 변화를 보였다. 게이트 주변, 게이트 반대쪽, 그리고 흐름방향쪽 등 측정위치에 따라서 휨은 다양하게 나타났다. 이러한 휨의 결과는 유리섬유의 배향과도 크게 관련이 있음을 컴퓨터 해석을 통해 확인할 수 있었다. 리브가 없는 단순 평판에서 휨이 가장 작게 나타났으며, 리브가 흐름방향으로 놓여있는 경우가 휨에 대한 큰 저항을 보였다. 시편에 나타난 휨은 성형조건보다는 제품의 설계에 따라 크게 변하였다. 리브의 설계와 그에 따른 게이트의 위치 설정은 유리섬유의 배향과 직접적인 관련이 있으므로 성형품의 휨 조절에 매우 중요함을 보여주었다.
Warpage of injection molded product is caused by non-uniform shrinkage during shaping operation and relaxation of residual stress. Robust part design and glass fiber reinforced reins have been adopted to prevent warpage of part. Warpages for part designs have been investigated in this study according to the injection molding conditions. Part design contains flat specimen and two different rib designs in the flat part. Resins used in this study were glass fiber reinforced amorphous plastics, PC and ABS. Different rib designs showed significant differences of warpages in the parts. Various warpages have been observed in the three regions of the part, near gate region, opposite region to the gate, and flow direction region. Results of computer simulation revealed that the warpages were strongly related to glass fiber orientation. Flat specimen showed the smallest warpage and the specimen with ribs to the flow direction showed a high resistance to warpage. Warpage highly depended upon part design rather than molding condition. It was concluded that the rib design and selection of gate location in injection molding would be the most important factors for the control of warpage since those are directly related to the fiber orientation during molding.
Keywords:warpage;injection molding;part design;rib design;glass fiber reinforced PC;glass fiber reinforced ABS.
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