TV 백커버 사출성형 사이클타임 개선 - 우재춘 (The Graduate School, Ajou University, 2020)
전자산업에서 플라스틱 사출성형이 차지하는 역할은 중요하다. 최근에 기업의 경쟁력 확보를 위하여 품질은 기본이며, 빠르게 변화하는 고객 요구와 시장 상황을 만족하기 위하여 생산성 향상 활동이 무엇보다 중요한 일이 되었다. TV 제품의 경우 사출 제품의 비중이 상대적으로 높으며, 사출성형품 제조 가격의 1/5은 성형가공비가 차지한다. 가공비는 성형 사이클 타임에 비례하기 때문에 성형 사이클타임 단축은, 성형품 코스트 절감과 직결되며, 사출성형을 위한 금형투자비용을 줄 일 수 있는 부가적인 효과도 있다. 최근 제조업에서 중요하게 요구되는 연구는 제품의 라이프사이클 감소에 따른 생산성 향상을 위한 사출성형 사이클타임 개선이다. 사이클타임을 단축할 수 있는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 기존 선행 연구에서는 성형해석 및 실험계획법을 이용하여 냉각최적화 및 냉각효율향상과 성형조건, 금형설계, 제품설계 변경 등에 관한 연구가 대부분이며, 사출기 성능 및 주변설비를 포함하여 종합적인 관점에서 사이클타임 단축을 위한 연구가 미비하다. 사출성형에서 사이클타임에 영향을 주는 주요인자는 사출기 성능, 사출 금형, 제품 및 재료의 특성, 사출성형 공정조건, 주변설비 등이 복합적으로 영향을 준다. 사출성형 사이클타임은 형폐, 충전, 보압, 냉각 및 수지 가소화, 취출 및 형개 등 일련의 연속적인 작업으로 구성된다. 각 공정별로 사이클 타임 단축에 필요한 영향인자들은 상이하다. 본 연구에서는 사출 금형, 사출기, 주변설비 3가지 부분에 대해서 각 공정별로 사이클 타임을 개선 할 수 있는 항목을 정하여 분석하였다. 첫째, 사출 금형에서는 냉각 효율을 개선하기 위하여 냉각회로추가 및 핫 스팟(hot spot)부 고전도성 소재적용과 난류스프링, 보조냉각채널을 적용하였다. 둘째, 사출기에서는 사출기 기능/성능개선과 성형해석과 다구찌 실험을 통해 성형조건 최적화를 진행하였다. 셋째, 주변설비에서는 취출 로봇 동작경로 최적화와 냉각 효율을 증대하기 위하여 복합기 적용 또는 금형온도조절기 수량을 최적화 하였다. 실험결과 사이클타임에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 냉각시간으로 냉각 효율 개선내용 및 요소기술을 적용하여 금형개조 및 신작을 하였고, 시험사출시 최적화된 사출기/주변설비와 함께 적용함으로써 실제의 사이클타임을 38% 정도 단축할 수 있었다.
학위논문(석사)--아주대학교 공학대학원 :기계공학과,2020. 2