TV 백커버 사출성형 사이클타임 개선
The Cycle Time Improvement of Injection Molding for TV Back Cover
- 주제(키워드) 사출성형 , 사이클타임
- 발행기관 아주대학교 공학대학원
- 지도교수 이병옥
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2020. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 공학대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000029628
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
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.
more초록/요약
Plastic injection molding has become very important in the electronics manufacturing industries. Recently, to secure company’s competitiveness, improvements in quality and productivity has become the most important task to fulfill the rapid changes in customer needs and market conditions. Mainly in TV production, the occupation of processing costs in injection has a large portion of 20% of the manufacturing cost. Since the processing cost relates to injection molding cycle time, the reduction of injection molding cycle time leads directly to reducing injection-molded parts cost and also has the additional effect of reducing investments in injection molding. Recently in manufacturing industries, due to short life cycle in products, productivity itself and improving injection molding cycle time has become more important than ever. To achieve improvements in reducing cycle time, various ways have been attempted at the past. Previously in the past studies, there are optimization of cooling and improvement of cooling efficiency, designing mold and product design changes using molding analysis but I still find that there is a lack of an overall study. The main factors which can affect injection cycle time results are mechanism, mold, raw material, surrounding facilities and conditions. Injection molding cycle time consists of a series of continuous operations such as mold closing, filling, packing, cooling and plasticization, drawing out and mold opening. It is different from factors affect the cycle time reduction for each process. In this study, I have chosen mechanism, mold and surrounding facilities in order to analyze and improve cycle time in each process. For mechanism, I have measured the results of functions with performance in injection molding analysis and Taguchi experiment For injection mold, I have measured the results of cooling efficiency by adding cooling circuit and hot spot high-conductivity material, turbulent spring, and auxiliary cooling channel. And for surrounding facilities, I have measured the results of equipment efficiency by adding multi-functioning machine and optimizing quantity in temperature controllers in order to increase the cooling efficiency and extract robot operation path. As a result, the most influential factor on the cycle time was the cooling time from the mold modification and newly applied improved cooling efficiency and component technology to the cooling time. The actual cycle time could be reduced 38% by applying them all together with optimized injection machines and peripheral equipment during test injection.
more목차
Ⅰ. 서 론 1
1. 연구 배경 1
2. 연구 현황 2
3. 연구 내용 4
Ⅱ. 이론적 배경 5
1. 사출 성형 시스템 5
1.1 사출 성형기의 구조 5
1.2 사출 성형기의 주요 장치 6
1.3 사출 성형기 부품 특성 7
2. 사출 성형에서 수지의 유동 특성 9
3. 성형 공정의 순서 12
4. 사출 성형 조건 15
1.1 사출 성형 조건 인자 15
1.2 사출 성형 조건 설정 시 유의점 17
5. 냉각조건 최적화 18
6. 실험계획법 25
Ⅲ. 실험 29
1. 재료 29
2. 실험 장치 30
2.1 사출 성형기 30
2.2 금형 온도 조절 장치 32
3. 측정 공구 33
4. 실험 금형 33
5. 실험결과 및 고찰 35
5.1 다구찌 실험 35
5.1.1 인자선택 및 실험배치 35
5.1.2 실험실시 37
5.1.3 최적 수준 판단 39
5.2 Gate 동시 Open과 순차 Open 비교 41
5.3 사출 성형기 비교 49
5.4 금형 온도 조절기 비교 54
5.5 금형 상/하코아 냉각 유출입 회로 변경 53
5.6 구역별 냉각 라인 유량 비교 55
5.7 난류 스프링 적용에 따른 유효성 검증 58
5.8 금형구조변경 비교 62
Ⅳ. 결론 67
참고 문헌 70
ABSTRACT 72
