폴리머-메탈릭 플레이크 사출 성형에서 표면과 내부 속도 차이 및 플레이크 정렬도를 고려한 플레이크 라인 결함 예측 모델 개발
Prediction Model for Flake Line Defects in Metallic Injection Molding : Considering Skin-Core Velocity and Alignment
- 주제어 (키워드) 폴리머 - 메탈릭 플레이크 사출 , 플레이크 라인 결함 , 속도 모델 , 비정렬도 , 알루미늄 플레이크 , 표면층-코어층 , 외관 결함 , Metallic injection molding , Flake line defects , Velocity model , Misalignment index , Aluminum flakes , Skin-core interaction , Numerical simulation , Appearance defect
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김낙수
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제 URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000079661
- UCI I804:11029-000000079661
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록 (요약문)
폴리머 - 메탈릭 플레이크 사출 성형은 aluminum flake 금속 pigments를 polymer와 결합해 금속 광택을 가진 부품을 직접 생산하며, 생산 효율성을 높이고 환경 영향을 줄이는 공정이다. 하지만 리브나 유동이 교차하는 영역에서 발생하는 flake line 결함이 여전히 문제로 남아 있다. 본 연구에서는 외관 결함 예측을 위해 표면층과 코어층 간 유동 특성을 고려한 Velocity model 과 알루미늄 플레이크의 배향을 고려한 Alignment model 을 제안하였다. 이 과정에서 외관 결함 발생 메커니즘을 체계화하고, 표면층와 코어층 간의 유동 속도 차이와 flake 배향의 정렬도 및 반사 각도에 의한 외관 결함을 가시화하였다. 두 가지 예측 모델은 모두 관측된 4 개의 결함 중 2 개를 예측하며 예측 정확도 50%의 성능을 보였다. 본 연구는 표면층만 고려하던 기존 예측 방법의 한계를 보완하여 코어층까지 고려한 새로운 접근 방식을 제안한다. 이를 통해 고품질 금속 외관이 필요한 산업에서 결함 감소 및 품질 개선을 위한 기여할 것으로 예상된다.
more초록 (요약문)
Metallic injection molding combines aluminum flake metallic pigments with polymers to directly produce components with metallic luster, improving production efficiency and reducing environmental impact. However, flake line defects that occur in regions where ribs or flow paths intersect remain a significant challenge. This study proposes a Velocity model that considers the flow characteristics between the surface and core layers and an Alignment model that incorporates the orientation of aluminum flakes to predict appearance defects. Through this approach, the mechanisms of appearance defect formation were systematized, and appearance defects caused by flow velocity differences between the surface and core layers, flake alignment uniformity, and reflection angles were visualized. Both prediction models demonstrated a 50% prediction accuracy, successfully identifying 2 out of 4 observed defects. This research addresses the limitations of previous prediction methods, which only considered the surface layer, by introducing a novel approach that accounts for the core layer. It is expected to contribute to reducing defects and improving quality in industries requiring high-quality metallic appearances.
more목차
1. Introduction 1
2. Numerical method 2
2. 1. Velocity model 2
2. 2. Alignment model 9
3. Experiment 17
4. Results and Discussion 18
4. 1. Flake line of specimen 18
4. 2. Velocity model result 19
4. 3. Alignment model result 23
5. Conclusions 26
Reference 29
