특성화고 산학일체형 도제교육을 위한 금형제작원의 DACUM 직무분석

김종욱,김지원,김진수 대한공업교육학회 2016 대한공업교육학회지 Vol.41 No.1

이 연구의 목적은 DACUM 직무 분석기법을 활용하여 특성화고 산학일체형 도제교육을 위한 금형제작원 직무를 분석하는 것이다. 연구의 내용은 금형제작원의 직무를 구성하는 임무와 수행 작업을 도출하여 순서를 매기기한 후, 수행 작업별 중요도, 난이도, 빈도를 정하고 산업체에 취업할 당시 수행할 수 있는 최소한의 작업을 구분하여 제시하는 것이다. 최종적으로 직무분석 결과를 토대로 산학일체형 도제학교의 금형제작원 DACUM 차트를 개발하였다. DACUM 직무 분석을 위한 DACUM위원회는 Level-Ⅰ 라이센스를 취득한 DACUM 분석가 1명, 5년 이상 경력을 가진 데이컴 위원 9명, 서기 1명, 실무자 1명으로 구성하여 직무분석을 수행하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 산학일체형 도제학교의 금형제작원이란 설계된 도면에 따라 원자재와 부자재를 사용하여 가공기계와 공구로써 금형을 사상, 가공, 조립하는 자로 정의하였다. 둘째, 금형제작원의 직무 영역은 12개의 임무(duties)와86개의 수행 작업(tasks)이 도출되었다. 12개 임무(금형 설계 검토, 원자․부자재 입고 확인, 사출 금형 가공, 가공품 완성 여부 확인, 사출 금형 래핑․습합, 조립․시 사출, 프레스 금형 가공, 프레스 금형 사상․조립, 다이 스포팅, 금형 트라이 아웃,품질 육성, 금형 출하) 중에서 가장 많은 수행 작업을 도출한 임무는 ‘프레스 금형 사상․조립’으로 9개의 수행 작업이 확인되었다. 셋째, 각 작업마다 중요도, 난이도 및 빈도를 정도에 따라 각각 높음(A), 보통(B), 낮음(C)으로 구분하고, 전문가들의 합의를 통해 입직 초기에 갖추어야 할 핵심 능력인지의 여부를 구분하였다. 넷째, 직무 분석 결과를 토대로 산학일체형 도제학교의 금형제작원 DACUM 직무분석 차트를 개발하였다. 또한 금형제작원 직무에 종사하면서 필요한 일반 지식과 능력, 사용되는 공구, 기계, 자재 및 소모품의 목록을 끌어내고, 금형제작원의 장래 직업의 전망과 특성을 제시하였다. The purpose of this study is to analyze job of die and mold makers for apprenticeship education of specialized high school using DACUM method. The contents of this study were to identify the duties, specific tasks performed and thelevel of importance, difficulty, frequency and entry level on each task. This study also make out a DACUM chart of die and mold makers for apprenticeship education of specialized high school. The DACUM committee, which consisted of one facilitator,nine die and mold experts, one recorder and one coordinator, was established to conduct DACUM. The conclusions are as follows; First, this study defines a die and mold makers as ‘a person who make it possible to manufacture/assemble/inspect die and mold parts using various machine tool’. Second, duties in job of die and mold makers forapprenticeship education were total 12 and total tasks in job of die and mold makers for apprenticeship education were 86. Third, this study determine the level of importance, difficulty, frequency and entry level about each task. Finally, this studymake out a DACUM chart of die and mold makers for apprenticeship education of specialized high school based on the results of DACUM job analysis. And knowledge, skills, tools, and positive behaviors, future trends/concerns about die and mold makersfor apprenticeship education of specialized high school were presented.

가변 금형온도 제어기법을 적용한 사출금형의 냉각성능 고찰

손동휘(Dong Hwi Sohn),박근(Keun Park) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.1

금형온도는 사출성형시 수지의 유동특성이나 성형품의 변형에 영향을 미치는 중요한 변수로서, 고온의 수지 주입과 냉각회로에 주입되는 냉각수의 영향을 받아 사출 사이클이 반복될수록 온도의 상승과 하강이 반복되는 주기적인 변화특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 금형 냉각회로에 저온과 고온의 유체를 번갈아 주입하는 가변 금형온도 제어기법을 적용하여 성형전에는 금형온도를 높게 유지하고 성형후에는 낮게 유지함으로써 사출성형시 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있는 연구를 수행하였다. 특히 열전달-유동해석을 연계한 다중사이클 사출성형 과도해석을 수행하여 수지와 금형, 냉각수간의 과도적인 온도변화를 수치적으로 고찰하였고, 기존 냉각방법과의 해석결과를 비교하여 제안된 가변 금형온도 제어기법의 가열 및 냉각과정에서의 효율성을 비교하였다. In injection molding, the mold temperature is one of most important process parameters that affect the flow characteristics and part deformation. The mold temperature usually varies periodically owing to the effects of the hot polymer melt and the cold coolant as the molding cycle repeats. In this study, a pulsed mold temperature control was proposed to improve the part quality as well as the productivity by alternatively circulating hot water and cold water before and after the molding stage, respectively. Transient thermal-fluid coupled analyses were performed to investigate the heat transfer characteristics of the proposed pulsed mold heating and cooling system. The simulation results were then compared with those of the conventional mold cooling system in terms of the heating and cooling efficiencies of the proposed pulsed mold temperature control system.

NCS 학습모듈에 의한 산학일체형 도제학교의 금형 분야 교육과정 개발

김지원,김종욱,김진수 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2017 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.7 No.1

This study aims at developing the curriculum for die and mold at apprenticeship schools based on both key tasks of die and mold makers drawn from the DACUM job analysis and NCS learning modules. To this end, first of all, a comparative analysis was made of both 61 tasks receiving an A grade in importance through discussion by the DACUM Committee and 32 tasks drawn by entry-level tasks in order to select 18 key tasks. Second, a survey was conducted of 20 die and mold experts in the industry participating in apprenticeship schools to make a comparative analysis of 18 key tasks and 309 elements of competency unit of NCS, thus matching 56 elements of competency unit. Third, based on matrix table of key tasks and the element of competency unit, 8 subjects were selected including basic drawing, mechanical drawing, basic mechanical manufacturing, machine tool, basic injection mold manufacturing, basic press die manufacturing, principles of injection mold manufacturing and principles of press die manufacturing. Fourth, the curriculum was composed of 8 subjects and NCS units of competency as a learning module. The final composition of the die and mold curriculum at Korean-type apprenticeship schools is as follows. As for first-year students, they would be taught basic drawing, an industry-specific common subject, and the basic major course of basic mechanical manufacturing. For second-year students, they would be taught mechanical drawing and machine tool, which are the basic major courses. Basic injection mold manufacturing and basic press die manufacturing, which is a practical subject, was divided into off-the-job training (Off-JT) provided within schools and on-the-job training (OJT) given training at the work place. Finally, third-year students would be taught the practical subject of principles of injection mold manufacturing and principles of press die manufacturing by dividing Off-JT and OJT. 본 연구의 목적은 DACUM 직무분석법으로 도출된 금형제작원의 핵심작업과 NCS 학습모듈을 기반으로 산학일체형 도제학교의 금형 분야 교육과정을 개발하는 것이다. 이를 위해 첫째, DACUM 위원회의 협의를 통해 중요도 A등급을 받은 61개의 작업과 입직초기작업으로 도출된 32개의 작업을 비교·분석하여 18개의 핵심작업을 선정하였다. 둘째, 산학일체형 도제학교에 참여하는 산업체의 금형 전문가 20명을 대상으로 설문조사를 실시하여 18개의 핵심작업과 309개의 NCS 능력단위요소를 비교·분석한 결과 56개의 능력단위요소를 매칭시켰다. 셋째, 핵심작업과 능력단위요소의 행렬표를 바탕으로 기초제도, 기계제도, 기계기초공작, 공작기계, 사출금형제작기초, 사출금형제작기본, 프레스금형제작기초, 프레스금형제작기본 등 8개의 교과목을 선정하였다. 넷째, 8종의 교과목과 NCS 능력단위를 학습모듈로 하여 교육과정을 구성하였다. 최종적으로 도출된 산학일체형 도제학교의 금형 분야의 교육과정 구성은 다음과 같다. 1학년은 공업계열 공통과목인 기초제도 교과목과 전공기초과목인 기계기초공작 교과목이 편성되었다. 2학년은 전공기초과목인 기계제도와 공작기계 교과목이 편성되었고, 실무과목인 사출금형제작기초와 프레스금형제작기초를 학교내 교육(Off-JT)과 산업체 현장교육(OJT)으로 분리하여 편성하였다. 마지막으로 3학년은 실무과목인 사출금형제작기본과 프레스금형제작기본을 Off-JT와 OJT로 분리하여 편성하였다.

플라스틱 유동을 고려한 사출성형 충전공정 중 금형의 변형 해석

정준태(Joon Tae Jung),이봉기(Bong-Kee Lee) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.7

본 연구에서는 사출성형 충전공정 중 금형의 변형을 예측하기 위하여 비뉴턴 유동, 열전달, 구조 해석이 함께 고려된 수치해석 연구를 수행하였다. 정밀 사출성형 금형을 설계/제작하기 위해서는 충전공정 중에 발생하는 금형의 변형을 정확하게 예측하는 것이 중요하다. 이와 같은 금형의 국부적인 변형은 다양한 요인에 의해 발생할 수 있으나, 용융된 고분자 수지의 유동에 의한 압력이 가장 큰 원인 중의 하나로 여겨지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 2 차원 축대칭 형상의 단순 원형 디스크 제품의 금형을 모델링하고 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 이를 바탕으로 금형 내부의 고분자 수지의 유동 특성과 금형 변형량, 온도 분포에 대한 분석을 수행하였다. 또한 다구치 방법을 기반으로 한 실험계획법을 도입하여 유동 속도, 금형 온도, 고분자 수지의 온도가 금형 변형에 미치는 영향을 파악하였다. In the present study, a numerical analysis of an injection molding process was conducted for predicting the mold deformation considering non-Newtonian flow, heat transfer, and structural behavior. The accurate prediction of mold deformation during the filling stage is important to successfully design and manufacture a precision injection mold. While the local mold deformation can be caused by various factors, a pressure induced by the polymer melt is considered to be one of the most significant ones. In this regard, the numerical simulation considering both the melt filling and the mold deformation was carried out. A mold core for a 2D axisymmetric center-gated disk was used for the demonstration of the present study. The flow behavior inside the mold cavity and temperature distribution were analyzed along with the core displacement. Also, a Taguchi method was employed to investigate the influence of the relevant parameters including flow velocity, mold core temperature, and melt temperature.

FEM을 이용한 자동차 타이어용 알류미늄 합금 금형의 열변형 특성에 관한 연구

오율권,서동표,양호동,박근욱,김용범 朝鮮大學校 機械技術硏究所 2006 機械技術硏究 Vol.9 No.1

대부분의 타이어 제조를 위한 금형생산 공정은 실험적인 결과에 바탕을 두어 거의 경험치에 의존하고 있다. 이러한 방법은 금형제품을 생산하는데 있어 비효율적이고 비경제적인 측면이 많다. 따라서, 정밀도를 향상시키고 품질이 좋은 타이어를 제조하기 위해 금형의 제조공정은 재평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 자동차 타이어용 알루미늄 합금 금형의열변형 및 특성을 조사하기 위해 유한요소법을 이용하여 수치해석적으로 연구를 수행하고자 하였다. 알루미늄 합금의 금형의 열변형 및 특성에 관해 조사하기 위해, 알루미늄 합금 금형 내부에서 발생되는 온도분포, 수축량, 응력 그리고 변형량을 수치해석적으로 계산하는연구를 수행하였다. 뿐만 아니라, 정밀도를 향상시키고 좋은 품질의 금형을 얻기 위해, 알루미늄 합금과 연강의 수치해석 결과를 비교하였다. 결국, 수치해석을 통해 얻은 결과들은향후 효과적이고 최상의 금형 제품을 제작하는데 도움을 줄 수 있으리라 본다. Most the mold product process is based on a experimental results and is almost dependent on experiments for tire manufacturing. This method produced the mold product is not only the ineffectiveness but also the bad economy. So, the product process of metal mold should be revaluated to produce the improved precision and good quality of tires. In this study, numerical analysis applied a finite element method (FEM) was used to predict the thermal strain characteristics of Aluminum (AI) alloy mold for automobile tire. To investigate the thermal strain and characteristics of Al alloy mold, it was performed that the temperature distribution. the contraction rates, the stress and the strain occurred on the inside of Al alloy mold was calculated by numerical works. Moreover, numerical analysis results of Al alloy mold were compared with those of mild steel mold in order to obtain the improved precision and good quality of mold. So, the numerical results of this study will be presented to help to make the effective and the best mold products.

초고강도 콘크리트를 이용한 반응 사출 금형에 관한 융합 연구

정재동,김홍석 한국융합학회 2020 한국융합학회논문지 Vol.11 No.11

There is an increasing demands of more efficient and economical ways of mold making according to the spreading trend of small quantity batch production system. Therefore, this study aims to examine the applicability of ultra high strength concrete, which has a compressive strength over 80MPa, as a mold material. The ultra high strength concrete has several advantages such as lower cost, lighter weight and convenience of shape making compared to the traditional mold materials. Although the strength of the ultra high strength concrete is lower than that of the tool steel, it was considered to be useful for small batch processes with relatively low pressure. Therefore, in this study, a prototype mold for reaction injection molding of polyurethane was developed using ultra high strength concrete and it was examined that the possibility and characteristics of concrete as a mold material. 일반적으로 금형은 소재 부품 분야에서 제품의 대량 생산에 널리 이용되는 중요한 생산 도구이다. 그러나 최근 다품종 소량생산의 확산에 따라 보다 효율적이고 경제적인 금형에 대한 요구가 증가하고 있으며, 본 연구에서는 금형 재료로서 초고강도 콘크리트의 적용 가능성을 모색해 보고자 한다. 초고강도 콘크리트는 80MPa 이상의 압축강도를 갖는 콘크리트로서 금속에 비해 저렴하고 무게가 가벼우며 조형이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 초고강도 콘크리트가 비록 일반 금형 재료인 공구강에 비해 강도는 낮지만 상대적으로 낮은 응력이 발생하는 성형 공정에 사용된다면 금형 재료로서 충분히 활용 가능하다고 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 플라스틱 저압 생산공정의 하나인 폴리우레탄 반응사출 성형공정용 시작 금형에 초고강도 콘크리트를 적용해 보았으며, 금형 제작 및 성형 과정을 통하여 금형 소재로서의 가능성과 특징을 고찰해 보았다.

사출금형의 열팽창을 고려한 변형 분석

김준형(Jun Hyung Kim),이대은(Dae-Eun Yi),장정희(Jeong Hui Jang),이민석(Min Seok Lee) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集A Vol.39 No.9

사출 금형 설계에서 금형 온도 분포와 변형은 사출품의 플래시나 표면 단차에 주요한 영향 인자이다. 금형 온도 분포와 성형면의 압력분포를 예측하기 위하여 먼저 금형을 포함한 사출해석을 수행하였다. 계산된 온도분포와 압력분포는 금형 구조해석의 입력조건으로 사용하였다. 해석의 정확성을 위하여 금형 전체 세트에 대한 구조해석 조건을 도출하였다. 도출된 해석 모델로 성형면의 단차 및 벌어짐 크기에 대하여 금형 열팽창, 성형 중 온도변화의 영향을 분석하였다. 해석 결과를 바탕으로 성형면의 단차 감소 방안을 도출하였다. In the design of injection molds, the temperature distribution and deformation of the mold is one of the most important parameters that affect the flow characteristics, flash generation, and surface appearance, etc. Plastic injection analyses have been carried out to predict the temperature distribution of the mold and the pressure distribution on the cavity surface. As the input loads, we transfer the temperature and pressure results to the structural analysis. We compare the structural analysis results with the thermal expansion effect using the actual flash and step size of a smartphone cover part. To reduce the flash problem, we proposed a new mold design, and verified the results by performing simulations.

복합금형산업 육성을 위한 역량강화 교육프로그램 운영사례 및 발전방향 모색

고현선 차세대컨버전스정보서비스학회 2023 차세대컨버전스정보서비스기술논문지 Vol.12 No.5

본 연구는 G지역 복합금형산업 관련 기업의 일자리 창출 확대 및 매출 신장 등을 지원하여 지역경제 활성화 기여 목적에서부터 시작되었다. 금형은 타 생산방식에 비해 대량생산이 가능하고 경제적인 고부가가치 제품생산이 가능하고 생산성을 높일 수 있는 효율적인 생산방법으로서 타 산업과의 연계성이 높은 기초산업으로서 모든 산업에 필수적으로 이용되는 만큼 그 용도는 광범위하고 다양하다. 그러나 금형산업은 주력산업과 신산업 창출에 중요한 역할을 담당하나 3D업종 인식, 저부가가치 산업, 인력난 문제가 있으며, 이를 해결하기 위한 종합적인 금형산업 육성과 발전방향 그리고 관련 산업의 다각적인 일자리 생태계 조성방안 모색이 필요하다. 본 연구에서는 급속한 기술혁신과 환경변화에 능동적으로 대처할 수 있는 인적자원개발이 금형산업 육성을 위한 핵심요소라 생각하여 운영사례를 통하여 발전방향을 모색하고 금형산업체의 직무능력 요구에 적응하는 산업현장과 연계된 실무능력 향상을 위한 금형기술 교육의 필요성과 발전방향에 대하여 모색하고자 한다. The purpose of this study is to contribute to revitalizing the local economy by supporting the expansion of job creation and sales growth of companies in the complex mold industry in the G region. Molds are an efficient production method that can be mass-produced compared to other production methods and can produce economically high value-added products as well as increase productivity. In addition, it is a basic industry with a high connection with other industries, and since it is essential for all industries, its uses are broad and diverse. The mold industry plays an important role in creating major and new industries. However, there are problems such as 3D industry recognition, low value-added industries, and manpower shortage, so it is necessary to seek comprehensive mold industry development and development directions, and various primary ecosystems of related industries to solve them. In this study, human resource development that can actively cope with rapid technological innovation and environmental changes is considered a key factor for fostering the mold industry, and we intend to explore development directions through operation cases. In addition, we would like to explore the necessity and direction of development of mold technology education to improve practical skills linked to industrial sites that adapt to the job competency needs of mold industries.

국내 대학교 금형이 접목된 디자인학과 교육 현황 연구

박채원,신재욱 한국일러스아트학회 2023 조형미디어학 Vol.26 No.4

제품디자인과 금형산업은 밀접한 연관성이 있다. 제품이 탄생하기까지 일방적으로 디자인만을 고안하는 것이 아닌 금형과의 밀접하게 생산이 가능한 것에 대한 여부 판단이 필수적이다. 본 연구는 국내 대학교 금형이 접목된 디자인학과에 대한 사례를 분석하고 어떤 교과목, 실습형태, 강의 목표 등을 알아보는 것을 목표로 한다. 연구범위로는 국내외 대학교 교육 현황에 대해 살펴보고 스탠포드 제품디자인학과, 국내에는 서울과학기술대학교 디자인기술융합학과, 경기과학기술대학교 디자인공학과, 안양대학교 화장품발명디자인학과가 존재하며 3개 학과의 교육 현황에 대해 알아본다. 결론은 디자인에 금형이 접목되어 디자인의 완성이 금형이 되어 금형에 대한 지속적인 투자가 필요하다고 판단된다. 각 대학교 디자인학과의 유사점과 차이점에 대해 분석하면서 향후 해당 연구를 통해 디자인의 완성이 금형이라는 인식을 기초하기를 바라며, 디자인과 금형을 같이 진행할 수 있는 디자이너를 양성하기 위한 발판이 되었으면 한다. Product design and mold industry are closely related. Until the product is born, it is essential to determine whether it can be produced closely with the mold, as well as unilaterally devising design. This study aims to analyze cases of design departments incorporating domestic university molds and to find out which subjects, practice types, and lecture goals. The scope of research includes Stanford's Department of Product Design, Seoul National University of Science and Technology's Department of Design Technology, Gyeonggi University of Science and Technology's Department of Design Engineering, and Anyang University's Department of Cosmetics Invention Design. The conclusion is that the mold is grafted into the design to complete the design, so it is necessary to continuously invest in the mold. By analyzing the similarities and differences between each university's design department, we hope that the completion of the design will be based on the perception that it is a mold, and we hope that it will serve as a stepping stone to cultivate designers who can proceed with the design and mold together.

시뮬레이션 분석을 이용한 사출성형 중 사출구간에서의 금형 변형량 예측 및 실험적 검증에 관한 연구

이준한,김종선 한국기계기술학회 2020 한국기계기술학회지 Vol.22 No.6

In this study, in order of to reflect the mold deformation in the injection molding process to design of mold, the mold deformation was analyzed by performing flow and structural analysis. The 5 inch LGP(light guide plate) mold, platen and tie bar were modeled and applied to the analysis. The result of melt pressure from flow analysis was extracted for use as boundary conditions acting on the mold surface in the structural analysis. In order to evaluate the accuracy of simulation analysis results, injection molding was performed under the process conditions of simulation. As a results, the mold deformation during injection molding tends to be similar that of injection pressure, and it is confirmed that it shows the behavior and properties of melt resins. Compared with the simulation and experiment, the error of the maximum mold deformation in the injection phase was 4.20%.