자동차용 열가소성 플라스틱 부품제조 사출금형의 전자빔 표면처리에 관한 연구 = Research on the electron beam surface treatment of the injection mold for the automotive thermoplastic parts

국문 초록 (Abstract)

사출금형의 설계 및 제작기술은 장비의 발전으로 고도화, 보편화가 되고 있으나 금형표면 사상공정은 수(手)공정이며 3D직업으로 인식되어 종사자 감소, 고령화, 기술력저하가 발생된다. 사람의 손기술에 의한 작업으로 작업자능력에 따른 편차가 크고 표준화가 되어 있질 않고 있다. 대면적 사출금형 (1000X1000 이상) 제작 공정 중 인력이 가장 많이 소요되는 공정으로 사상정도 부족 시 재사상 시행으로 금형제작 일정에 영향을 끼친다. 금형표면 사상시 그라인더, 루터기등의 공구에 의한 미세가루 및 먼지 발생, 윤활제, 방청제, 각종 오일류가 소모되어 환경오염 및 작업자의 건강에 유해하다.
본 논문에서는 열가소성 플라스틱 사출성형용 금형의 표면 사상 (Polishing) 개선과 금형 수명 연장에 대한 전자빔 기반의 사출금형 표면처리 기술을 연구하였다. 전자빔 기반 표면처리 후 사출금형 소재별 표면특성 변화를 알아보기 위해 KP1, KP4, SKD61종의 금형소재를 준비하고 전자빔 공정을 통해 조사(Irradiation)조건 및 소재의 표면특성을 분석하여 최적 공정을 정립하였다. 그리고 도출된 전자빔 공정기술 및 최적화 연구를 바탕으로 표면처리 장비 및 전자빔 소스를 응용하여 3차원 굴곡 형상의 사출금형에 적용하고 시제품을 성형 후 효과를 분석하였다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론
• 1. 연구개발의 중요성 및 필요성
• 가. 금형산업의 현황 및 기술 개발 중요성
• 나. 자동차산업에 있어서 플라스틱 사출금형 기술 개발 필요성
• 다. 사출금형 기술 개발 필요성
• 라. 사출금형 표면처리 기술 개발 필요성
• 마. 전자빔 기반 공정 활용 필요성
• 2. 국내·외 관련 연구개발 현황
• 가. 국내기술 동향 및 수준
• 나. 국외기술 동향 및 수준
• 3. 연구의 중요성과 파급효과
• Ⅱ. 본론
• 1. 이론적 배경
• 가. 전자빔의 정의 및 원리
• 나. 사출금형강의 정의
• 2. 전자빔 처리 공정 연구
• 가. 전자빔 기반 표면처리공정 연구 개요
• 1) 전자빔 표면처리용 금형강재의 종류와 시편의 제작
• 2) 전자빔 표면처리 실험조건
• 나. 전자빔 – 사출금형소재간의 상호작용 연구
• 1) 전자빔 기반 표면처리 공정의 표면조도 개질
• 2) 3차원형상을 가지는 금형의 열전도(Heat Conduction)변화
• 3) 전자빔 기반 표면처리 공정 후 열변형량에 관한 연구
• 4) 전자빔 기반 표면처리 공정 후 Contact angle의 향상 효과
• 5) 전자빔 기반 표면처리 공정 시 발생하는 표면처리 층의 깊이
• 6) 전자빔 기반 표면처리 공정 시 발생하는 표면경도의 변화
• 다. 전자빔 표면처리 공정의 최적화에 관한 연구
• 1) 3차원 복잡 형상의 Aspect ratio에 따른 전자빔의 가공도 분석
• 3. 금형 제작 및 전자빔 처리
• 가. 전자빔 처리를 위한 금형의 제작
• 1) 실금형의 설계
• 2) 실금형의 제작
• 나. 작동 슬라이드 코어의 표면처리
• 다. 본 금형의 전자빔 처리
• Ⅲ. 결론
• Ⅵ. 참고문헌
• ABSTRACT