Abstract
Injection molding operation consists of phases of filling, packing, and cooling. The highest cavity pressure is involved in the packing phase among the operation phases. Thus the cavity pressure largely depends upon velocity to pressure (v/p) switchover timing and magnitude of packing pressure. Developed cavity pressure is directly related to stress concentration in the cavity of mold and it may cause a crack in the mold. Consequently control of cavity pressure is considered very important. In this study, cavity pressure was analyzed in terms of v/p switchover timing and packing pressure through computer simulation and experiment. Cavity pressure was increased as the v/p switchover timing was delayed. Residual pressure after cooling phase was observed when the v/p switchover timing was late, which was due to increased pressurizing time for long filling phase. Cavity pressure was increased proportionally with the packing pressure. Residual pressure after cooling phase was also observed, and it was increased with increasing packing pressure. High cavity pressure and residual pressure have been observed at late v/p switchover and high packing pressure. Compared with simulation and experimental results, the profiles of pressures were very similar however simulation could not predict residual pressure. Packing condition was important for the control of cavity pressure and the optimum condition could be set up using CAE analysis.
사출성형공정은 충전, 보압, 냉각, 이형 및 취출 순서로 이루어진다. 이러한 공정 중 보압단계에서 캐비티 내에 가장 큰 압력이 주어진다. 따라서 캐비티 내압은 보압전환 시점과 보압의 크기에 가장 크게 영향을 받는다. 캐비티의 큰 내압은 금형에 큰 응력을 집중시켜 금형을 손상시킬 우려가 있으므로 캐비티 내압을 관찰하고 조절하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 이론해석과 실험을 통하여 보압전환 시점과 보압의 크기에 따라 캐비티 내압을 분석하였다. 보압전환 시점이 늦어짐에 따라서 내압이 증가하였다. 또한 보압전환이 늦어지면서 충전시간이 길게 되어 전체적으로 압력을 받는 시간이 길어져 보압 이후 냉각이 끝난 후에도 잔여압력이 존재하였다. 캐비티 내의 압력은 보압크기가 커질수록 비례적으로 증가하는 경향을 보였다. 역시 보압의 크기가 클수록 냉각 후 잔여압력이 증가하였다. 결과적으로 보압전환 시점이 늦고 보압크기가 크면 캐비티 내에 높은 압력이 형성되고 냉각이 끝난 후에도 잔여압력이 존재함을 알 수 있었다. 실험과 해석을 비교해 보았을 때 전체적인 경향은 매우 유사하였으나 해석에서는 잔여압력을 예측하지 못하였다. 캐비티 내압 조절을 위해서는 보압조건의 설정이 중요하며 CAE 해석을 통하여 최적 조건 설정이 가능함을 알 수 있었다.
