사출성형의 원리와 응용

사출성형은 플라스틱 성형의 대표적인 공정이며 여러 분야가 복합된 종합공정이라는 생각이 듭니다. 

기계, 공정, 금형, 주변기기, 소재 등이 결합되어 있고, CAE와 자동화까지 연결된 생산공정이기 때문입니다. 

사출성형공정은 이제 자동화 수준을 넘어 스마트 팩토리로 발전되어 가고 있습니다. 

사출공정은 머지않은 장래에 인공지능을 탑재하여 완벽한 생산 시스템으로 발전되어 갈 것으로 기대됩니다.

이러한 환경에서 사출성형의 올바른 응용 및 사출공정기술 발전의 가속화를 위해서는 사출성형의 원리를 이해하는 것이 매우 중요하다고 판단됩니다.

본 교재는 교육기관에서는 교육자료로, 현장에서는 문제해결 가이드로, 연구기관에서는 사출공정에 포함된 기술을 이해하는 자료로 활용할 수 있도록 기대하며 내용을 구성하였습니다.

1장은 사출성형기의 구성과 작동을 이해할 수 있도록 기술하였습니다. 성형은 기계가 하는 것이므로 사출성형기의 구체적인 이해는 꼭 필요합니다. 

2장은 사출성형의 원리에 대해서 논리적으로 설명하였습니다. 사출성형공정의 사이클에서 각 공정의 특징과 성형원리를 설명하였습니다.

성형원리의 충분한 이해는 문제의 해결은 물론 응용력을 증가시키기 때문에 매우 중요합니다. 

3장은 사출금형의 구성에 대해서 소개하였습니다. 사출금형의 분야는 매우 넓고 사출금형의 설계는 매우 다양하기 때문에 

지협적인 내용을 다루기보다는 사출금형의 전체 구성을 이해하고 성형 중 금형의 역할을 충분히 이해할 수 있도록 구성하였습니다. 

많은 도식도를 이용하여 금형을 이해하기 쉽게 구성하였고 기본적인 금형설계에 대해서 기초이론을 설명하고 논리적으로 기술하였습니다. 

4장 사출성형조건의 설정에서는 공정변수들의 설정방법에 대해서 논의하였습니다. 각 공정변수들에 따라 나타나는 현상을 소재와 관련 지어 설명하며 설정방법을 제시하였습니다. 

특히 캐비티 내의 압력곡선을 이용하여 성형상태를 모니터링할 수 있는 지식을 갖도록 설명하였습니다. 

5장 사출성형품의 특징에서는 사출성형의 원리 속에서 나타나는 특징들을 설명하였습니다. 그리고 이러한 특징이 제품의 품질에 어떻게 영향을 미치는지 기술하였으며 

높은 품질을 유지하기 위한 방법을 설명하였습니다. 

6장 사출성형의 불량 원인 및 대책에서는 사출성형 제품에서 나타나는 불량의 발생원인을 설명하고 이를 해결하기 위한 방법을 공정조건, 금형, 소재 등의 차원에서 설명하였습니다. 

사출성형은 소재-금형-공정이 잘 어우러져야 올바른 제품을 생산할 수 있으므로 이의 관계를 이해할 수 있도록 기술하였습니다. 

마지막으로 7장 사출성형을 위한 고분자 수지의 이해에서는 사출성형을 성공리에 수행하기 위해서 꼭 이해했으면 하는 내용을 담았습니다. 

사출성형 엔지니어는 대부분 소재 전문가가 아니어서 고분자 수지에 대한 기본적인 이해가 부족한 경우를 종종 관찰하였습니다. 

그래서 고분자를 전공하지 않은 사출성형 엔지니어가 고분자 수지를 쉽게 이해할 수 있도록 설명하였습니다.

고분자의 물성에 영향을 미치는 기본적인 인자들에 대해 설명하였고 기계적 물성과 기능, 그리고 성형성 향상을 위해 수행하는 방법들에 대해 설명하였습니다.

어떠한 교재든지 한 번의 읽기로 다 이해하기는 어렵습니다. 독자의 환경에 맞는 부분만 이해하게 됩니다. 

사출성형에 종사하면서 본 교재를 잊지 않고 계속 읽는다면 지속적으로 독자의 목적을 달성하는 데 도움이 될 것으로 감히 생각합니다.

1장 사출성형기

2장 사출성형의 원리

3장 사출금형의 구성

4장 사출성형조건의 설정

5장 사출성형품의 특징

6장 사출성형의 불량 원인 및 대책

7장 사출성형을 위한 고분자 수지의 이해

류민영

[경력]

서울과학기술대학교 기계시스템디자인공학과 교수

삼양사 중앙연구소 수석연구원(유변학, 고분자가공)

LG 생산기술연구원 주임연구원(사출성형, CAE)

삼성전기 기술고문(사출금형, 사출성형, 고분자재료)

우진플라임 기술고문(사출성형공정, 수지 가소화)

[학력]

박사, The Univ. of Akron, Department of Polymer Engineering(고분자가공), USA

석사, KAIST, 기계공학과(생산공학)

학사, 한양대학교 기계공학부(기계설계)

[연구분야]

고분자 재료 및 가공(사출, 압출, 블로잉, 코팅 등)

고분자 성형공정의 CAE

플라스틱 제품의 구조 및 열 해석

다이 및 금형 설계

고분자 3D & 4D 프린팅