Small injection molded articles such as lens and mobile product parts are usually molded in multi-cavity mold. The problem occurring in multi-cavity molding is flow unbalance among the cavities. The flow unbalance affects the dimensions and physical properties of molded articles. First of all, the origin of flow unbalance is geometrical unbalance of the delivery system. However, even the geometry of the delivery system is well balanced, cavity unbalance occurs. This comes from the temperature distributions in the cross-section of runner. Temperature distribution depends upon injection speed because heat generation near runner wall is high at high injection speed. Among the operational conditions, injection speed is the most significant process variable affecting the filling unbalances in multi-cavity injection molding. In this study, experimental study of flow unbalance has been conducted for various injection speeds and materials. Also, the filling unbalances were compared with CAE results. The dimensions and weights of multi-cavity molded parts were examined. The results showed that the filling unbalances vary according to the injection speeds and resins. Subsequently, the unbalanced filling and pressure distribution in the multi-cavity affect the dimensions and physical states of molded parts.

렌즈나 휴대폰 부품 같은 소형 플라스틱 부품들은 일반적으로 다수 캐비티 사출금형에서 성형된다. 이러한 다수 캐비티 금형에서의 사출성형은 캐비티간의 충전 불균형이 일어날 수 있다. 이러한 충전 불균형 현상은 제품의 치수 및 중량의 편차뿐 아니라 제품의 물리적 특성에도 영향을 미친다. 충전 불균형은 무엇보다도 기하학적으로 균형 잡히지 않은 delivery system의 설계에서 기인된다. 하지만 delivery system이 기하학적으로 균형 있게 설계가 되었다 하더라도 충전 불균형 현상은 여전히 발생된다. 이러한 현상은 런너 단면에서의 온도분포에 기인하며 사출성형 공정 중 사출속도에 크게 영향을 받는 것으로 본 연구에서 파악되었다. 즉 충전 불균형은 부적절한 사출 성형 공정에 의해 발생되며 성형 공정 조건 중 사출속도는 충전에 영향을 주는 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 재료와 사출 속도에 따른 충전 불균형 현상을 실험과 CAE을 통하여 관찰하였다. 사출속도 변화에 따른 충전 불균형 때문에 시편 의 치수 및 무게가 불균일함을 확인하였다.

Keywords: filling unbalance; multi-cavity injection mold; delivery system; runner balance; injection speed