사출성형 무인자동제어 신기술 시연회

첨단금형기술교육센터는 지난 10월 28일 금형 기업 CEO 및 관리자 100여명을 초청, 금형 기업 CEO 및 관리자 초청 세미나를 개최했다. 주제는 ‘사출성형 무인자동제어 신기술 시연회’로 오전과 오후로 나눠 진행됐다.
세미나 발표자로는 프랙스이노베이션의 이옥성 대표와 (주)동명테크 기술지원실 조일규 실장이 맡아 자사 보유 다양한 금형 관련 신기술을 소개했다. 시연회에서는 센터내에 마련된 실습장에서 프랙스이노베이션의 이옥성 대표가 실제 4캐비티 Bobbin 성형을 진행하면서 일반 성형의 불균형 충전과 무인자동제어시스템에 의한 밸런싱 기술의 직접적인 비교 시연회를 진행했다. 이날 소개된 기술은 프랙스이노베이션에서 ‘일반 금형을 활용한 점도 측정기술’과 ‘최적 사출성형을 위한 모니터링 및 자동 제어기술’, ‘멀티캐비티 무인자동 밸런싱 제어기술’ 등을 소개했으며, (주)동명테크에서는 핫런너 무인 충전 밸런싱 기술인 ‘Valve Gate Sytem과 Cavity 온도센서를 활용한 Family mold & Multi Cavity 자동 밸런싱 기술’을 소개했다.
프랙스이노베이션 이옥성 대표는 “프랙스이노베이션은 그동안 사출성형에 대한 이론적이고 실험적인 접근을 위해 많은 노력을 기울여 왔다.”면서 “앞으로도 고객에게 수지 점도 측정 신기술에 대한 소개와 다양한 프랙스이노베이션의 사출성형 최적화 기술을 소개하기 위해 노력해 나갈 것”이라고 말했다.

일반 금형을 활용한 점도 측정기술 등
사출성형 최적화 기술 소개

금형 내부에서 발생하는 수지의 점도 변화(Viscosity change of melt)는 플라스틱 사출성형시 일정한 품질의 제품 성형이 이뤄지는지를 알 수 있는 기본적인 척도이다. 자동제어를 통한 무인 작업장에서는 필수적인 장비인 셈이다. 그러나 점도 측정 장치는 고가이면서 다루기가 까다로워 일부 기업을 빼놓고는 도입을 꺼리고 있던 장비였다.
 프랙스이노베이션이 소개한 기술은 금형 내부에 설치하는 센서(온도&압력)를 통해 온라인으로 수지의 점도를 측정, 센서 신호를 기준으로 최적의 상태로 제품이 생산될 수 있도록 도와주는 시스템이다. 이를 통해 사출성형 도중에 빈번하게 발생되는 점도 변화를 실기간으로 감지하여 불량품을 자동 선별할 수 있다. 특히 성형해석 결과의 정확도를 재검토하여 현실적인 데이터를 도출할 수 있다는 점이 장점이다. 즉, 기존 CAE Database에 기록된 Viscosity, shear rate, Shear stress 등의 정보 부정확성 및 부재에 따른 성형해석 결과의 부정확성을 캐비티 센서 측정 데이터를 통한 다양한 결과치를 활용하여 성행해석을 다시 시행하여 현실적인 데이터를 얻을 수 있다는 것이다. 이날 소개한 내용도 자동차 헤드램프 렌즈금형에 적용된 사례를 중심으로 금형 기업 관계자들의 이해를 도왔다.
프랙스이노베이션은 또한 최적 사출성형을 위한 모니터링 및 자동 제어기술도 선보였다. 캐비티 센서(Cavity Sensor)를 활용한 금형 내부 온도 제어, 즉 작업자가 금형 내부의 Melt 거동을 캐비티 센서를 통하여 사출성형 도중 모니터링을 할 수 있어 정확한 판단에 의한 조건 설정 및 조정을 손쉽게 할 수 있다는 설명이다. 관련 기술로는 금형 내부의 유해 가스를 급속으로 다량 제거할 수 있는 제어기술(자동 가스빼기 제어), 캐비티 센서로 충전완료를 감지하여 사출성형기를 제어하여 균일한 중량과 치수를 유지시킬 수 있는 제어기술(자동 보압 절환 제어), 순차 사출시 벨브게이트 ON/OFF를 캐비티 센서로 자동 제어할 수 있는 기술(시퀀스 사출 제어) 등을 소개했다.
세미나의 또다른 진행 기업인 (주)동명테크에서는 Valve Gate Sytem과 Cavity 온도센서를 활용한 Family mold & Multi Cavity 자동 밸런싱 기술을 소개했다. 이 기술의 요점은 각 캐비티별로 밸브 게이트를 적용하고 충전말단부에 캐비티 센서를 설치하여 충전 차이가 발생하여 과충전이 발생할 경우 해당 밸브 게이트를 Close 하였다가 마지막 캐비티가 충전 완료되면 다시 Open 시켜 동시에 보압을 가하는 제어 기술이다. 이를 통해 각각의 다른 형태와 크기를 갖고 있는 제품의 충전 불균형을 해소함으로써 양질의 사출성형품을 생산할 수 있다.

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