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플라스틱 성형기술에서의 컴퓨터이용 공학(CAE)

전문가 제언: ○ 근년 제품의 경량화, 저비용화가 요구됨에 따라 기계적 강도나 내열성 능의 면에서 금속이 사용되던 부품들을 고강성 및 고내열성을 가진 플라스틱으로의 대체가 활발하게 추진되고 있다. 부품의 정밀도는 제품의 기능을 좌우하는 중요한 요소이며, 지금까지 금속제 제품의 대부분은 기계가공법에 의해 후처리 가공함으로써 정밀도를 향상시켰다.

○ 한편, 사출, 압출 및 블로우 성형법은 플라스틱을 3차원 형상으로 용이하게 성형할 수 있는 반면에 수지의 수축이 동반되므로 기계가공법과 같은 정밀도를 실현하는 것이 어렵다. 이와 같은 연유 때문에 플라스틱으로의 대체에 큰 장애로 되고 있다. 현재 성형품의 치수정밀도를 향상시키는 다양한 기술이 개발되고 있으며, 특히 컴퓨터이용공학(CAE)을 활용한 해석기법이 크게 진전되고 있다.

○ 이 논문에서는 2010년 이후에 발표된 CAE를 활용한 플라스틱의 사출성형, 압출성형 및 블로우 성형에 관련한 연구논문들을 ScienceDirect와 Google Scholar를 인터넷 상에서 탐색하여 주요 연구사례를 해설하였다. 근년 플라스틱 성형에 관련한 CAE 해석기법에 대한 연구논문은 수다하게 발표되고 있으므로 해당 전문기술에 관련된 논문을 탐색하여 참고하는 것이 바람직하다.

○ CAE를 활용한 성형 시뮬레이션은 제품 및 금형설계에서 불량방지를 위한 중요한 조작으로 자리매김하고 있다. 그러나 플라스틱 성형에서의 변형거동은 매우 복잡하기 때문에 CAE 활용에 있어서도 실용화를 고려하면 아직 해결해야 할 과제가 많이 남아 있다.

○ 현재 우리나라의 사출성형 CAE의 보급은 미흡하다. 그 원인은 금형제작사 대부분이 소규모로 부품제조업체로부터 금형제작을 하청 받아 이루어지는 구조이기 때문이다. 플라스틱 성형기술은 CAE의 활용은 물론이지만 이론과 계산만으로 모든 것을 해결할 수는 없다. 성형조작의 조건설정이야 말로 경험 노하우가 매우 중요하므로 영업비밀이 아닌 이상에는 전문가의 견문지식과 경험을 정보로서 공유하는 것이 필요하다.

저자: Shinichiro Tanifuji
자료유형: 학술정보