Injection molding process is a popular polymer processing involving plasticizing and enforcing the material flow into the mold. A polymer material shrinks according to temperature variations during the shaping process, and subsequently molding shrinkage developed. Developed deflections or warpages after molding process in part are caused by residual stress relaxation contained in the part. Adding inorganic materials or fibers such as glass and carbon to control shrinkage and enhance warpage resistance are common. In this study, warpages according to part design have been investigated through experiment. Warpages for molding conditions and mold designs such as gate locations were measured. Warpages along flow direction and perpendicular to the flow direction were also measured. Warpages near gate and far from gate were compared. Glass fiber reinforced crystalline polymers, PP and PA66 have been used in this experiment. Glass fiber reinforced crystalline polymers showed large warpage compared with glass reinforced amorphous polymers. Warpages in crystalline polymers were less influenced by molding conditions compared with amorphous polymers, however warpages of crystalline polymers significantly depend on part design.

사출성형공정은 고온으로 수지를 가소화시키고 고압으로 금형에 흘려 보내어 제품을 성형하는 방법이다. 이 과정에서 고분자 수지는 온도의 변화에 따라 수축을 하게 되는 성형수축이 발생된다. 그리고 시간이 흐른 뒤에도 제품에 변형이나 휨이 발생하게 되는데 이는 제품에 포함되어 있는 잔류응력의 이완 때문이다. 이러한 휨을 막기 위해 수지에 무기물을 첨가하여 수축을 줄이거나, 수지에 유리섬유나 카본섬유 등 섬유를 사용하여 휨의 저항성을 높인다. 그리고 성형품을 강건하게 설계하여 응력에 따른 휨의 저항을 향상시킨다. 본 연구에서는 강건설계를 위해 리브를 설치한 성형품에 나타나는 휨을 실험을 통하여 조사하였다. 성형조건에 따라서, 그리고 금형설계에 따라서 즉, 게이트의 위치에 따라서 휨의 변화를 조사하였다. 수지의 흐름방향과 흐름의 직각방형의 휨도 조사하였다. 게이트 근처와 게이트에서 먼 부분의 휨도 비교분석 하였다. 수지는 유리섬유로 보강된 결정성 수지인 PP와 PA66를 사용하였다. 유리섬유가 포함된 결정성 수지는 유리섬유가 포함된 비결정성 수지보다 휨이 컸다. 결정성 수지는 비결 정성 수지에 비해 휨이 성형조건에 다소 적게 영향을 받았지만 제품의 설계에 따라서는 크게 변하였다.

Keywords: warpage; injection molding; part design; glass fiber reinforced PP; glass fiber reinforced PA66.