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다점지지 금형의 지지점력 측정과 탄성변형 시뮬레이션

전문가 제언: ○ 성형재료가 금형설계에 미치는 영향중에서 성형의 수축은 발생요인으로써 열적수축, 경화 및 결정화에 의한 수축, 분자배향의 완화에 의한 수축을 고려할 수 있다. 성형 수축률 S는 S=(M-A)/M인데 이것을 M으로 정리하면 M=A/(1-S)가 된다. 여기서 A는 상온에서 성형품 크기이고 M은 상온에서 금형의 크기이다.

– 이 경우 수축률은 1보다 매우 작기 때문에 M=A(1+S)로 나타낼 수 있고 일반적으로 수축률 계산에서는 이 식이 많이 이용되고 있다. 성형압력에 의해 압축되고 있던 성형품이 성형압력에서 벗어나면 고온의 성형품이면 압축이 되지 않던 상태로 돌아가려는 성질이 있다.

– 이러한 탄성회복이 일어나기 때문에 성형제품의 체적은 팽창하는 쪽으로 변화되어 열적수축의 일부를 완화시킨다. 탄성회복은 압축성이 큰 재료일수록 그 영향이 크게 나타난다. 열적수축은 재료의 열팽창으로 성형제품이 금형에서 나왔을 때 금형과 재료의 열팽창 차이로 발생한다. 반면에 열가소성재료는 성형과정에서 결정화에 따라 체적 수축이 발생한다.

○ 본문에서는 금형의 탄성변형은 금형과 재료의 변형뿐만 아니라 장착된 프레스기의 강성이나 장착상태에도 영향을 미치기 때문에 이러한 문제를 분석하여야 하고 기기차이의 영향으로 발생한 금형조정을 위해서는 가공공정의 실제 환경에서 금형과 재료의 거동을 파악하여야 한다고 제안하고, 금형의 지지력 분포의 계측과 탄성변형 시뮬레이션을 복합적으로 이용하는 금형 탄성변형 평가에 대해 서술하고 있다.

– 이러한 금형 공정에서 다점지지 금형의 지지력을 이용하여 금형 탄성변형 해석을 통해 금형공정 중 거동을 파악하고 정착된 프레스 자체 강성이나 세팅 상태의 영향을 조사함으로써 금형의 개성 차이 및 실제 작업환경 변화에 대한 차이를 극복하여 더욱더 정밀한 성형제품을 제조할 수 있을 것으로 생각된다.

저자: ANDO Tomoaki, NAKAOKA Noriyuki, OHASHI Takahiro
자료유형: 학술정보