PFP성형공정의 기포성장에 관한 모델링

김동학; 안경현

Korean Journal of Rheology, Vol.8, No.3-4, 207-214, December, 1996

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PFP성형공정의 기포성장에 관한 모델링

Modeling of Void Growth in Partial Frame Process

김동학, 안경현

초록

사출성형은 많은 장점과 유용성에도 불구하고 싱크마크나 휨과 같은 변형문제를 피하기 어렵다. 이것은 성형품의 부위별 온도분포 및 냉각속도 차이에 의한 잔류응력에 기인하는 것으로 구조가 복잡하거나 크기가 큰 경우에 더욱 더 문제가 되기 쉽다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 성형품의 내부에 기포를 형성시켜 수지의 수축분을 기포의 성장으로 보상하여 주는 가스사출성형이 개발되어 많이 활용되고 있는 실정이다. 한편 일반 가스성형과 달리 수지를 완전히 채운 후 저압의 공기를 이용하여 기포를 발생시켜 수지의 체적수축분을 보상해주는 PFP(Partial Frame Process) 성형기술은 가스사출의 난점인 공기의 유동조절 문제를 해결하고 비용이 저렴한 등의 잇점을 가지고 있다. 이 과정은 가스성형공정의 2차 침투과정과 매우 유사하나 아직까지 이에 대한 이해나 연구는 매우 부족한 실정이다. 본 연구는 기포의 성장이 수지의 체적수축에 의한 것이라는 가정에 근거하여 기포성장길이에 관한 모델링을 수행한 것이다. 실험결과와의 비교를 통하여 기본 가정에 대한 타당성을 검증하고 여러 인자들의 영향을 살펴보았다. 본 연구는 PFP성형공정에 대한 이해를 증진시켜 금형설계 및 성형조건 설정에 대한 가이드라인을 제시하며, 아울러 PFP공정에 대한 보다 체계적인 이해 및 일반가스성형의 2차 침투과정 등의 관련 현상에 대한 이해 및 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

In partial frame process (PFP), the void core is generated by imposing the low pressure air into the molded part just after the resin is completely filled. afterwhich the void grows as it compensates the volume shrinkage of resin. It looks like a secondary gas penetration of the gas-assisted injection molding but has more advantages. Simple process, easy control, cheap utility are the examples. Modeling of the void growth in PFP was carried out by assuming that the shrinkage due to cooling is completely compensated by the growth of void. By comparing the results with the experimental data, basic assumptions have been justified and the mechanism of the void growth could be explained in terms of the process parameters. This work is expected to help understand the secondary gas penetration of the gas-assisted injection molding as well as the PFP.

Keywords:PFP (Partial Frame Process);Gas-Assisted Injection Molding;void growth;void length;shrinkage;gas penetration.

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