실험계획법에 따라 성형된 성형품의 중량과 공정 모니터링 데이터를 각 조건별로 상관분석을 하였으며, 계산된 상관계수를 표에 나타내었다. 캐비티 압력 공정 지수인 CPK, CPIK, CPIC 모두 중량과 높은 상관도를 보였으며, 이를 통하여 캐비티 압력이 성형품 중량과 밀접한 관계가 있음을 확인할 수 있었다.
사출 속도와 보압에 따른 SN비
| Level | Injection speed | Hold pressure |
| 1 | 26.33 dB | 26.18 dB |
| 2 | 26.34 dB | 26.33 dB |
| 3 | 26.35 dB | 26.51 dB |
| Deviation | 0.02 | 0.33 |
| Rank | 2 | 1 |
노즐 압력 공정 지수 중 NPIC가 중량과 상관도가 높은 것으로 나타났으나, 캐비티 압력의 상관도보다는 낮은 결과를 보였다. 이러한 이유는 캐비티 압력은 제품 성형부에서 측정하기 때문에 성형 외란 인자에 대한 영향이 적은 반면에, 노즐 압력은 사출성형기에서 발생되는 공정 변동 영향과 스프루, 러너, 게이트에서 발생되는 압력손실, 그리고 게이트 고화 이후에 발생되는 스프루, 러너의 과충진 등의 외란 인자가 영향을 미쳐 상관도가 작게 나타난 것으로 판단된다.
노즐 및 캐비티 압력에 대한 상관분석 결과
| Process Monitoring Index | Coefficient of Correlation | |
| Cavity Pressure | CPK | 0.9949 |
| CPIK | 0.9748 | |
| CPIC | 0.9835 | |
| Nozzle Pressure | NPK | 0.2875 |
| NPIK | -.1287 | |
| NPIC | 0.7248 | |
사출 속도에 따른 공정 데이터 변환 : 사출 속도에 따른 노즐과 캐비티 압력 및 측정된 사출 속도를 나타내고 있다. 노즐 압력 데이터로써, 사출 속도가 빠를수록 압력 상승의 기울기가 증가됨을 알 수 있다. 충전 초기에 발생되는 노즐 압력 상승은 용융 수지 내부에 잔류하고 있는 가스와 노즐부의 수지 흐름 방지를 위한 스크루 강제 후퇴(Suck Back)에 의한 영향과 직경이 작은 노즐을 통과하기 전에 스크루 선단부에서 발생되는 수지 압축 현상에 의한 것이다. 압력이 상승되어 수지가 노즐을 통과하기 위한 허용 압력에 도달하면 용융 수지는 노즐부를 통과하면서 급격한 압력 강하를 보이며, 그 후에 2차 압력 상승 점이 발생된다. 이 2차 압력 상승은 용융 수지가 게이트에 도달하여 발생되는 결과로 볼 수 있다. 캐비티 압력은 사출 속도의 영향으로 압력 발달에 영향이 다르게 나타나기 때문이다. 가스 및 스크루 강제 후퇴로 인한 실린더 내부 여유공간의 영향으로 초기 사출 속도의 증가가 나타나며, 이후 수지의 압축 현상으로 인하여 사출 속도가 점차 떨어지는 결과를 확인할 수 있다. 압축된 수지는 노즐을 통과하며 높은 사출 속도가 순간적으로 발생되고, 이후에 설정된 속도에 도달됨을 볼 수 있다. 이때 설정된 속도와 실제 측정 속도에 차이를 보림을 알 수 있으며, 사출 속도가 빠를수록 그 차이가 커짐을 알 수 있다.
다단 사출 속도에 따른 공정 데이터 변환 : 일정한 사출 속도를 설정하여 사출을 하더라도 유동 단면적이 좁은 부위에서는 수지의 유동 속도가 빠르고, 유동 단면적이 넓은 곳에서는 유동 속도가 느려지게 된다. 수지 점도 관점에서 보면, 빠른 유동 속도는 수지의 전단 가열을 일으켜 마찰열을 발생시키기 때문에 점도를 낮추는 효과를 가져오지만, 유동 속도가 느린 경우는 마찰열의 발생량보다 전도에 의한 금형으로의 열손실이 크기 때문에 점도 증가를 일으킨다. 이러한 점도 증가는 사출 압력을 증가시키며 잔류 응력이 높아지는 원인이 된다. 따라서 광학 제품 및 두께 변화가 심함 제품은 수지의 유동 속도를 일정하게 유지하기 위하여 사출 속도를 다단으로 제어하며, 또한 게이트 부에서 발생하는 젯팅 발생의 억제 및 보압 절환 시 발생되는 높은 사출 압력의 저감을 위해서도 이용된다. 특히 높은 사출 압력은 형체력의 증가를 가져오며 금형 수명 단축 및 플래시 발생의 원인이 되기 때문에 다단 사출 속도 제어는 매우 중요하다. 일반적인 다단 사출 속도 제어 방법은 캐비티의 체적 변화 위치를 고려하여 속도 변환 지점을 정의하고, 이를 사출성형기의 계량 거리에 따른 사출 속도로 설정하여 이용한다. 그러나 사출성형기의 제어 응답특성 문제로 계산된 속도 변환점에서 정확한 속도 제어가 되기는 어려운 단점을 가지고 있다.
3단의 사출 속도 변화에 대한 스크루 이동거리, 사출 속도, 캐비티 압력 및 노즐 압력에 대한 측정 결과이며, 전체 계량 거리 28 ccm에 대해서 20.1 ccm까지를 1차 사출 속도, 12.9 ccm까지를 2차 사출 속도, 5.7 ccm의 보압 전환까지를 3차 사출 속도로 정의하였다. 1차 사출 속도는 수지 선단부가 노즐부를 통과하며 사출 속도의 변화가 심하게 나타난다. 이는 앞서 기술한 수지의 압축 현상과 노즐부를 통과하며 발생되는 순간적인 속도 증가로 발생된 현상이다. 2차 사출 속도로 변화될 때는, 설정된 속도로 제어되기 위해서 사출 속도가 증가되는 것을 볼 수 있으며, 설정된 사출 속도에 도달하는데 약 0.1 초의 응답 시간이 소요됨을 확인할 수 있다. 3차 사출 속도로 변환될 때는 설정된 사출 속도 변화점에서의 제어가 되지 않음을 볼 수 있으며, 2차 사출 속도와 동일한 현상이 발생됨을 알 수 있다. 1차의 빠른 사출 속도의 영향으로 수지의 유동이 노즐과 게이트를 통과하였음을 확인할 수 있으며, 2차와 3차 사출 속도는 다르게 설정된 사출 속도 제어에 약 0.2 초의 시간이 소요됨을 알 수 있다. 빠른 사출 속도에서 느린 사출 속도로 변화될 때는 관성 효과로 인하여 설정된 속도 변환점 이후에서 사출 속도 변화가 발생됨을 확인할 수 있다.
보압에 따른 공정 데이터 변화 : 캐비티로의 수지 충전이 종료되면 금형 내부는 정압 상태로 유지되며, 냉각에 따른 체적 수축이 발생한다. 수축은 성형품의 변형, 잔류 응력 및 치수 오차 등의 문제를 일으키기 때문에, 성형 중의 적절한 보압 유지는 필수적이다. 노즐에서 측정된 압력을 나타내고 있으며, 설정된 보압의 결과 노즐에서 측정된 값에 차이가 있음을 알 수 있다. 이는 설정된 보압은 사출성형기의 유압이기 때문에, 실린더 내부를 통환 압력 전달 시 발생되는 압력 손실로 노즐부 측정 압력과 차이를 발생시키는 것이며, 보압이 높을수록 압력 차이가 커짐을 알 수 있다. 보압에 따른 캐비티의 압력 데이터를 나타내고 있으며, 보압이 450 bar로 낮은 경우는 보압이 종료되는 시점에서 내부 압력이 대기압까지 떨어짐을 볼 수 있다. 이는 냉각에 의한 성형품의 체적 수축을 보상하지 못하였음을 의미하며, 이때 성형품 표면에 싱크 마크가 발생되었다. 보압이 800 bar로 높은 경우는, 성형품의 파팅라인에 미세 버(burr)가 발생됨을 확인하였다. 이는 높은 압력으로 인한 금형 변형을 의미한다. 따라서 최대 사출 압력을 기준하여 625 bar의 보압이 적정한 것으로 판단하였으며, 양호한 성형품을 얻을 수 있었다.
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