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스프루, 로케이트링의 역할과 이젝팅 기구의 종류

자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근< 스프루(Sprue) System >▶ 금형 입구에 위치▶ 사출기 노즐 구멍으로부터 사출된 용융 수지를 런너에 보내는 역할▶ 스프루 및 노즐의 결합 상태① 스프루 구멍은 사출기의 노즐 구멍보다 커야 한다.② 사출기의 노즐 구멍과 스프루 구멍의 중심이 잘 맞아야 한다.③ 노즐 R보다 스프루 부싱의 R이 커야 한다.(R이 큼으로써 노즐이 스프루 부싱에 완전하게 밀착되어 수지의 외부 분출을 막는다.)④ 열처리하여 내마모성을 높인다.▶ 스프루, 스프루 부싱 및 노즐의 치수 결정① 스프루 부싱의 R은 사출기 노즐 선단보다 1㎜ 정도 크게 하는 것이 바람직함② 입구 직경은 사출기 노즐 구멍보다 0.5~1.0㎜ 정도 크게 가공한다.③ 스프루 길이는 금형의 고정측 두께와 관련, 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직함④ 사출기의 스프루의 R 및 구멍의 직경은 작업하려는 사출기의 제원을 참고하여 적용함⑤ 스프루의 테이퍼는 보통 최소 2도를 하되 길이에 따라 2도~4도 정도로 한다.⑥ 다이렉트 게이트 타입의 경우 스프루의 치수 및 형대가 바로 다이렉트 게이트 치수이다.⑦ 스프루 부위는 사출 용액의 원활한 유동을 위해 표면을 랩핑한다.(랩핑 방향은 수지의 흐르는 방향으로 한다.)⑧ 스프루 부싱의 재료는 SM50C, STC5~STC7, SCM4 등을 사용한다.⑨ 열처리할 경우 경도는 Hrc 40 이상으로 한다.▶ 스프루 록크 핀① 사출 후 금형이 열릴 때 스프루가 제품과 함께 가동측에 붙은 상태로, 고정측에 확실히 이탈되도록 하기 위하여 사용② 갈퀴 형상이나 고정측 형판에 언더컷을 주어 스프루를 잡아당기게 한다.③ 스프루 록크 핀의 상단에 모인 재료는 콜드 슬러그웰 역할을 한다.▶ 로케이트 링(Locate Ring)로케이트 링(Locate Ring)은 금형의 상고정판(고정측) 중앙에 있는 카운터 보링 자리에 들어가며, 사출성형기의 노즐과 금형의 스프루 부싱의 중심을 맞추는 데 사용되는 부품으로 일명 센터링이라고도 한다. 사출성형기의 종류에 따라 지름이 100, 120, 150㎜ 등으로 나뉘며, 유럽 쪽에서는 간혹 가동측의 하고정판 쪽에도 설치하는 경우가 있다. 공차는 사출기보다 –0.2 정도 작게 관리하는 것이 좋다.▶ 런너 록 핀① 핀포인트 게이트 등에서 런너를 끌어당겨 성형품과 게이트를 분리시키는 역할을 한다.② 단이진 라운드 형상을 가장 많이 사용▶ 이젝팅 기구이젝팅(Ejecting) 이란?사출성형이 된 제품을 금형에서 원활하게 취출하기 위한 것을 총칭한다.① 밀 핀(Ejector pin)에 의한 방식밀 핀의 종류는 원형 또는 각형, 판 모양으로 되어 있다.② 슬리브 밀 핀 (Sleeve ejector pin)에 의한 방식중앙에 구멍이 있는 보스나 둥근 원통형의 성형품을 밀어내는 데 많이 사용▶ 스트리퍼 밀 판(Stripper plate)에 의한 방식① 제품을 밀어낼 때 측 벽에 큰 저항이 있는 상자 모양이나 원통 모양의 성형품 ② 크랙이나 백화 현상이 없고, 변형이 적은 것을 요구하는 성형품③ 이젝터 핀 자국이 남지 않아야 하는 성형품(투명 제품)※ 성형품의 파팅 면이 복잡한 경우, 스트리퍼 플레이트의 대응으로 (b)와 같은 링을 사용함▶ 공기압에 의한 밀어내기 방식(air ejection)장점① 밀판 등의 기구가 필요 없어 금형 구조가 간단하다.② 가동측이나 고정측 어느 것에도 쉽게 사용할 수 있음③ 금형이 열리고 있는 사이에 임의의 위치에서 밀어내기가 가능함④ 성형품과 코어 사이에 생기는 진공에 의한 문제를 해소해 준다.⑤ 성형품 임의의 위치에 공기 통로를 설치할 수 있다.⑥ 균일한 공기압력이 성형품 밑바닥 부분에 고르게 작용해야 변형을 일으키지 않음⑦ 배관이 간단, 압축공기가 새도 성형품이 더럽혀 지지 않고 작업상 위험도 없다.⑧ 금형의 냉각 작용도 겸할 수 있음단점① 성형품에 따라 사용 불가② 공기압력에 한계가 있어 밀착력이 강한 제품 사용 불가③ 공기의 누출이 있으면 이젝터 힘이 많이 감소하므로 주의해야 함④ 공기 배관과 공기 압축기가 필요함

편집부 2021-12-16

UNIST 에너지화학공학과 공동연구진, 신개념 해수전지 수소저장시스템 개발

- 알카리 금속 소모되는 기존 기술 한계 극복·스마트 수소 스테이션 등 적용… JACS 골드 게재 바닷물로 수소를 저장하는 기술이 개발됐다. 수소를 고압에서 압축하거나 저온 액화시키는 기존 저장기술과 달리 상온·상압에서 수소를 저장하고 추출할 수 있는 기술이다. 수소 시대를 앞당길 새로운 수소 저장기술로 주목받고 있다. UNIST(총장 이용훈) 에너지화학공학과 연구진들이 해수전지 기반 수소저장시스템을 개발했다. 해수의 염분 성분인 나트륨(소듐)과 물을 반응시켜 수소를 뽑아내는 시스템이다. 기존 알칼리 금속 수소저장기술은 한 번 반응한 금속의 재사용이 어려운 반면, 이 시스템은 해수전지가 지속적으로 나트륨을 ‘재생’(환원)시켜 사용, 가능하다. 수소를 생산·저장할 수 있는 1석 2조의 EES(에너지저장) 시스템이다.* 알칼리 금속: 주기율표 1족에 해당하는 원소. 나트륨(소듐), 리튬이 대표적이다. 해수전지 수소저장시스템 모식도온-사이트, 온-보드 수소 저장을 위한 해수전지 수소저장시스템이다. 본 시스템은 알칼리 금속을 음극으로, 집전장치를 양극으로 하되, NASICON(나트륨 이온만을 통과시키는 분리막)을 중심으로 분리되어 있다. 충전 시 해수전지 음극에서 나트륨 이온이 환원돼 나트륨 금속 형태로 저장되고, 방전 시 나트륨 금속이 나트륨 이온이 되면서 해수로 이동함과 동시에 양극에서 수소가 생성된다. 보라색 하늘색 연결선은 각각 전기 에너지와 수소가 해수전지 수소저장시스템에서 어떤 식으로 생성·운반되는지를 보여주는 인프라 구축 설계 선이다. 현행 수소 저장은 350~700기압(atm) 고압 압축이나 영하 253도의 초저온 액화를 기반으로 해 안전 문제와 더불어 에너지 비용이 많이 들다. 차세대 기술인 알칼리 금속 수소저장기술은 미국 에너지부(DoE)가 제시한 수소 저장체 기준(단위 무게, 부피당 수소 저장비 등)을 만족하지만, 화학 반응 중에 알칼리 금속이 지속적으로 소모된다는 문제가 있었다.개발된 시스템의 경우, 나트륨을 계속 재사용할 수 있다. 해수전지 충전 중에 알칼리 금속이 재생(나트륨 이온 환원)되고, 전기를 뽑아 쓰는 방전 중에 나트륨이 물과 반응하면서 수소가 추출되는 원리다.상용화 가능성도 입증했다. 실제 시스템 작동 환경처럼 산소에 노출된 환경에서 99.1%의 패러데이 효율을 보였으며, 해수전지 크기를 실험실 수준의 약 40배 이상(70㎠)으로 키운 시스템에서도 94.7%의 패러데이 효율을 기록했다.* 패러데이 효율: 총 사용된 전기 에너지 중 원하는 반응(본 연구는 수소)에 쓰인 전기 에너지의 비율이다. 한편, 해수전지는 바닷물 속 나트륨 이온을 산화·환원시켜 전기를 저장하고 뽑아 쓰는 장치다. 일반적인 이차전지(배터리)는 나트륨 대신 리튬을 쓴다.이번 연구는 에너지화학공학과 4개 그룹 연구진들의 집단 연구 결과물이다. 장지욱 교수(수소 생산·저장 전문), 강석주 교수(가스 분석 전문), 서동화 교수(이론 ·해석 전문), 그리고 김영식·황수민 교수(전지 전문가)가 공동으로 주도했다. 에너지화학공학과 판카즈 샤르마(Pankaj Sharma) UNIST 박사, 한진협 UNIST 박사, 박재현 UNIST 석박통합과정 대학원생, 김동연 UNIST 박사가 공동 1 저자로 참여하였다.장지욱 교수는 “무한한 자원인 바닷물을 이용하는 해수전지 시스템을 활용해 에너지 저장·수송과 수소 저장·생산이 동시에 가능한 신개념 수소저장기술을 선보였다”라며, “이 시스템은 수소 생산과 충전을 동시에 할 수 있는 스마트 스테이션 등 수소 생산·저장·운송이 필요한 다양한 분야에 활용할 수 있다”고 설명했다.울산시와 UNIST, 기후변화대응기초원천기술개발 과제 등의 지원을 받아 이뤄진 이번 연구 성과는 저명 국제 학술지인 ‘미국화학회 골드지(JACS Au)’에 11월 3일 자로 공개됐다.* 논문명: Alkali-Metal-Mediated Reversible Chemical Hydrogen Storage Using Seawater 자료문의: 에너지화학공학과: 장지욱 교수(052)217-3027

편집부 2021-12-13

중소기업 기계설계 고민 해결사 ‘스마트 DP’ 주목

- 기계연 40년 기계설계 노하우로 중소·중견기업 핵심 기계설비 설계 지원- 부품, 모듈, 장비설계까지 스마트 DP 하나면 다 된다! 과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)이 40여 년의 기계설계 노하우를 담은 스마트 설계 플랫폼 ‘스마트 DP(Smart Design Platform)’로 중소·중견기업의 기계산업 경쟁력 강화를 지원하고 있어 눈길을 끈다.기계연 스마트산업기계연구실 이근호 책임연구원 연구팀은 기계연의 설계 노하우를 집약한 소프트웨어 프로그램인 스마트 DP를 개발하고, 국내 중소·중견기업의 기술 경쟁력 강화를 지원하고 있다.스마트 DP는 중소·중견기업이 기계산업 현장에서 필요로 하는 기어 트레인부터 체결부품, 분사 노즐, 레이저 가공 장비, 플라즈마 가공 장비, 가스 연소기, 전기 집진기까지 총 21종의 다양한 핵심 기계 부품을 가상으로 설계할 수 있는 소프트웨어다.스마트 DP 웹사이트*에서 회원에 가입하면 원하는 기업 누구나 프로그램을 활용할 수 있다. 기업은 프로그램에 원하는 사양을 입력하면, 최적화된 설계를 제공받을 수 있다. * http://www.kimm.re.kr/smartdp 스마트 DP 홈페이지 메인 화면 스마트 설계 소프트웨어의 개념 연구팀은 지난 2009년부터 스마트 DP의 시범운영을 시작한 이후, 2020년 정식 서비스를 출범하고 운영을 이어오고 있다. LS엠트론은 기어 트레인 설계 프로그램을 기술이전 받아 트랙터 변속장치 설계에 활용했으며, 진솔터보기계는 기어박스 설계에 스마트 DP를 활용하기도 했다. 이 밖에도 지금까지 국내 기업과 대학, 기관 등 36개 기관이 서비스를 이용하고 있다. 스마트 DP를 이용한 트랙터 변속기 설계 사례 스마트 DP 서비스를 활용하면 기계설비 분야의 전문 인력 부족으로 어려움을 겪어왔던 기업이나, 기존의 상용 소프트웨어 프로그램의 값비싼 이용료 부담에 선뜻 새로운 제품, 공정 개발에 나서지 못했던 중소·중견기업도 경쟁력 강화에 박차를 가할 수 있다.이근호 책임연구원은 “중소·중견기업이 스마트 DP를 활용해 기계장비 설계 기술 자립은 물론 제품 개발 주기를 단축하는 성과를 보이고 있다”며, “더 많은 기업이 스마트 DP를 활용한 예산 절감과 매출 극대화의 선순환으로 경쟁력을 키우는 데 도움이 되었으면 한다”고 말했다.한편 이번 연구는 국가과학기술연구회의 BIG 과제가 지원하는 ‘핵심 기계설비 스마트 설계 플랫폼 기술 개발’ 과제의 지원을 받아 수행했다. 문의: 한국기계연구원 스마트산업기계연구실 이근호 책임연구원 042-868-7161 / 010-5424-7161 / ghlee762@kimm.re.kr

취재부 2021-12-07

LS엠트론의 초미세 발포성형(Microcellular foam) the ONE* MuCell®

MuCell®은 초미세 기포 사출 성형 공정으로 해당 공정을 통해 설계의 유연성과 비용 절감에 톡톡한 효과가 있으며, 일반 사출 공정에서는 없는 독특한 성형공정을 말한다. 기능적으로 최적화된 제품 설계가 가능한 MuCell®은 발포를 통한 밀도 감소와 최적화 설계를 결합해 재료 및 중량을 20% 이상 절약할 수 있는 특징을 가지고 있으며, 보압 단계를 발포 과정으로 대체함으로써 보다 늦은 응력으로 생산되어 치수 안정성이 향상되고, 뒤틀림을 감소시키며, 발포를 통한 수축의 완화가 가능하다.비용 절감은 물론, 공정상의 이점으로 인하여 현재 MuCell®은 자동차, 가전제품, 의료기기, 포장 및 생활용품에 적용되고 있다.일관성 및 균질성이 뛰어난 MuCell®생산시간 단축, 재료비 절감, 단열성 및 방음성 우수, 제품의 경량화, 성형 후에 변형 최소화 등 여러 장점을 가진 초미세 발포 기술에 기초한 MuCell®은 분포가 고르고 균일한 크기를 갖는 초미세 기포를 만들기 위해 열가소성 소재 내에 고밀도의 기포 핵을 생성시키는 방식을 쓰고 있다.이러한 방식으로 만들어진 발포 소재는 일관성 및 균질성이 뛰어난 기포 구조를 갖게 되기 때문에 탁월한 물성과 재현성을 가진 부품들을 생산할 수 있다. 기존의 열가소성 수지에 기포를 생성하고, 적용함에 있어 한계적인 요소는 바로 기포의 크기가 크다는 것과 크기가 일정치 않다는 것이었다. 이러한 한계적인 요소는 인장 및 충격 강도, 굽힘 정도, 피로도 등 제품의 기계적인 성질을 약화시키고, 쉽게 부러질 뿐만 아니라 기포들이 재료 밖으로 표출되지 않도록 제품 단면을 두껍게 만들게 했다.이러한 제약들로부터 자유로워진 새로운 개념의 발포 공법을 개발한 Trexel은 사출 성형에, MuCell Extrusion은 압출 등에 응용했는데, 미국 MIT가 원천 특허를 가지고 있었던 열가소성 폴리머의 초미세 발포 기술에 기초한 MuCell 공법은 일관성 및 균질성이 뛰어난 기포 구조를 갖게 되는데 그 결과 탁월한 물성과 재현성을 갖는 부품들을 제작할 수 있게 했다. MuCell®이라는 이름은 이러한 초미세 발포 공법과 그를 통해 만들어지는 소재들을 지칭하기 위하여 Trexel에 의해 등록되었으며, LS엠트론의 the ONE* MuCell® 역시 Trexel의 지원을 받고 있다.금형, 부대설비에서 기계까지 한 번에, 발포성형을 위한 LS엠트론의 One Stop Solution500~3,300톤의 총 10개의 모델로 구성되어 있는 LS엠트론의 the ONE* MuCell®은 다양한 특징으로 고객분들의 마음을 사로잡고 있다. Core Back 기능 구현은 제품 발포율을 균일화하고, 극대화시켰으며, Servo Valve로 정밀한 위치제어가 가능하다. 보다 자세한 the ONE* MuCell®의 특징은 표2와 같다.한편, LS엠트론에서는 MuCell®을 위한 스페셜 패키지를 고객분들께 제공하고 있다. 계량기 초임계 유체를 주입하고, 시간 및 위치에 따른 개/폐 제어가 가능한 SCF 주입기, 배럴 전단의 압력 유출을 방지하는 셧오프 노즐, SCF의 유동 및 혼련을 위한 스크류인 뮤셀 전용 스크류, 배럴 후미의 압력 유출을 방지하는 체크 밸브, 고압 펌핑 / 6,500psi / 정밀한 가스를 공급하는 MuCell® 전용 프로그램 및 SCF 시스템 외에도 발포성형에 필요한 최적의 가스를 공급하고, 질소 또는 이산화탄소 모두 사용이 가능한 질소(또는 이산화탄소)공급기가 바로 그것이다.이처럼 LS엠트론에서는 금형, 부대설비에서 기계까지 한 번에 ‘발포성형을 위한 One stop solution’을 제공하고 있으며, LS엠트론만의 축적된 노하우와 경험을 통해 발포성형의 최적화된 조건을 고객분들께 제시해 더욱 향상된 생산성을 제공할 것으로 판단된다.문의: LS엠트론㈜ 사출사업부 공식 홈페이지 www.lsinjection.com

이명규 2021-12-06

사출 금형 파팅(Parting)과 게이트(Gate)에 대하여

자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근1. 파팅(Parting)과 파팅 라인(Parting Line)< 파팅(Parting) >파팅 라인(Parting Line)이란 금형의 고정 형판과 가동 형판의 맞춤 면으로서, 또한 파팅면(분활면)이라고도 하는데, 이 파팅면의 위치가 금형 설계나 제작은 물론, 성형 제품의 취출에도 영향을 주게 되므로 매우 신중하게 결정되어야 한다.< 파팅 라인을 결정할 때는 다음 사항에 대하여 주의하여야 한다. >① 성형품의 외관 기능을 손상 시키지 않는 위치에 결정한다.② 성형품의 정밀도가 잘 나올 수 있는 곳에 선정한다.③ 성형재료가 흐르기 쉬운 위치에 게이트를 붙일 수 있게 한다.④ 금형가공이 용이한 곳에 선정한다.⑤ 이형이 용이한 위치에 선정한다.⑥ 금형이 열릴 때 언더컷이 되지 않는 곳에 선정한다.< 파팅 라인의 결정 >(a)와 같은 곳에 게이트를 붙이는 것도 허용되지만 눈에 띄기 쉽다. 하지만 (b)와 같은 곳에 설치하면 제품의 외관이기는 하나 눈에 잘 띄지 않고, 게이트 절단 후 상대물과의 조립 시 보이지 않을 수 있다.[ 생각해보기 ] 파팅 라인 어느 곳이 가장 적합할까?2. 게이트의 종류 Sprue, Runner, Gate System1) 게이트의 분류- 비제한 게이트 : 다이렉트 게이트(Sprue Gate)- 제한 게이트:사이드 게이트 (Side Gate), 필름 게이트 (Film Gate), 탭 게이트(Tap Gate) 오버랩 게이트(Overlap Gate), 핀포인트 게이트(Pin Point Gate) 서브마린 게이트(Submarine Gate), 커브드 게이트(Curved Gate, 코끼리 게이트)① 다이렉트 게이트(스프루 게이트)▶ 스프루의 싱글 캐비티 금형으로 성형이 쉽다.▶ 성형기 사출 압력이 직접 캐비티에 전해져 압력 손실이 적다.▶ 성형성이 좋고 모든 사출성형 재료에 적용할 수 있다.▶ 스프루의 고화 시간이 길기 때문에 사이클 타임이 길어진다.▶ 잔류응력 또는 크랙이 일어나기 쉬우므로 게이트 주변에 링 모양의 리브를 보강하는 것이 좋다.② 표준 게이트(사이드 게이트)▶ 단면 형상이 간단하므로 가공이 용이하다.▶ 게이트 치수를 정밀하게 가공할 수 있고, 치수의 수정이 쉽다.▶ 캐비티의 충전 속도는 게이트 고화와 관계없이 조절할 수 있다.▶ 거의 모든 수지에 적용할 수 있다.▶ 성형품의 외관에 게이트 흔적이 남는다.③ 팬 게이트(Fan Gate)< 단면 형상이 부채꼴로 된 게이트 >▶ 넓고 얇은 평판 형상의 제품을 균일하게 충전하여 기포나 플로우 마크(Flow Mark)를 없게 하는 데 적합▶ 게이트 부근의 결함을 최소로 하는 데 가장 효과가 있고, PVC 이외의 범용 수지에 사용된다.④ 필름 게이트(Film Gate)▶ 성형품에 형평으로 런너를 설치하고 성형품과의 사이에 두께를 얇게 한 게이트를 설치▶ 평판 상 성형품의 수축변형을 최소한으로 억제하려고 할 때 사용▶ 점도가 높은 경질 PVC뿐만 아니라 범용 수지에도 사용된다.⑤ 오버랩 게이트(Overlap Gate)▶ 성형품에 수지 흐름 자국(Flow mark)이 생기는 것을 방지하기 위하여 성형품의 측면이 아니고 성형품의 끝 면에 겹쳐지도록 코어 쪽에 설치한 게이트▶ 성형품의 측면에 게이트 자국이 남게 되므로 제거 및 다듬질하는데 주의하여야 한다.⑥ 탭 게이트(Tab gate)▶ 오버랩 게이트의 변형▶ 잔류응력이나 변형이 없는 성형품을 얻을 수 있다.▶ 사출 압력에 의한 과충전이나 게이트 부근의 싱크 마크 방지▶ 열 안정성과 유동성이 좋지 않은 수지 성형에 적합(PVC, PC)▶ 성형품의 폭이 넓을 경우 멀티탭 게이트를 사용▶ PMMA, SAN 등 대부분의 수지에 적용된다.▶ 런너에 대하여 직각으로 붙이는 것이 보통이다.▶ 얇은 부분에 설치하면 흐름 자국(Flow mark)이나 웰드라인(Weld Line)을 일으키기 쉬우므로 두꺼운 부분에 설치한다.⑦ 디스크 게이트(Disk gate)▶ 다이아프램 게이트(Diaphragm gate)▶ 성형품의 중앙부에 스프루를 지름보다 크게 뚫린 구멍이 있을 경우, 여기에 게이트를 배치하거나 원통 모양의 성형품에 웰드 마크를 방지하기 위하여 사용되는 원판상의 게이트▶ 게이트 제거와 마무리 작업을 필요로 함, 수지는 경질 PVC 이외의 모든 수지에 적용▶ 2매 용 금형의 1개 치로 원통형에 일반적으로 사용▶ 3매 용 금형 및 런너 리스 금형의 다수 개 빼기에도 사용된다.⑧ 링 게이트(Ring gate)▶ 소형 물이며, 캐비티가 많은 금형으로, 파이프 형상의 가늘고 긴 성형품 제작에 사용▶ 볼펜 뚜껑 등의 원통형 성형품을 성형하기 위해 사용▶ 웰드라인 방지, 사출 압력에 의한 금형의 코어 핀의 쓰러짐으로 인한 편심 방지▶ 두께가 균일한 성형품의 생산이 가능▶ 주입구의 반대쪽에 콜드 슬러그 웰을 원통형의 외주에 설치한다.▶ 일반적으로 스트리퍼 밀판 또는 슬리브 밀판에 의해 내어지므로 사다리꼴 런너를 많이 채택한다.⑨ 핀 포인트 게이트(Pin Point gate)▶ 게이트의 위치 결정이 비교적 제한받지 않고 자유롭게 결정할 수 있다.▶ 게이트 부근의 잔류응력이 적다.▶ 투영면적이 큰 성형품, 변형되기 쉬운 성형품의 경우 다점 게이트로 수축, 변형을 적게 할 수 있다.▶ 게이트의 후가공이 용이하다. 게이트는 자동적으로 절단된다. 다 캐비티의 경우 게이트 밸런스가 쉽다.▶ 금형 구조는 3매 용 구조로 된다. 그러나 런너 리스 금형일 경우 2 플레이튼 구조로도 된다.▶ 3단 금형의 경우 성형 사이클 시간이 길게 된다.⑩ 서브마린 게이트(Submarine gate)▶ 형판 앞에 터널식으로 파고 들어가 터널 게이트라고도 함▶ 게이트는 성형품이 돌출함과 동시에 자동 절단▶ 게이트 자국이 측면에 남아서 안 될 경우 2차 런너 사용▶ PC 원재료를 사용하는 제품에서 젯팅 현상 방지▶ 게이트 흔적을 남기지 않기 위해 사용▶ 게이트 자동 제거가 필요한 얇은 제품에 적용된다.▶ 런너 이형 시 게이트부가 잘 이형되지 않아 부러질 수 있음▶ 콜드 슬러그 부위가 게이트의 만곡점보다 5~10㎜ 길게 제작(제품 손상 방지)

편집부 2021-11-11

KIST, 투명하고 휘어지는 초박막 메모리 소자 개발

- 육방정 질화붕소(h-BN) 사이에 0차원 양자점을 단일층으로 형성- 80% 이상 투명성을 유지하면서 휘어졌을 때도 메모리 기능 유지 이차원 나노소재 기반 플렉서블 메모리 소자는 데이터 저장, 처리, 통신에 중요한 역할을 하기 때문에 차세대 웨어러블 시장에서 필수적인 요소 중 하나이다. 수 나노미터(㎚)의 2차원 나노소재로 초박막 메모리 소자를 구현할 경우, 기존에 비해 메모리 집적도를 크게 높일 수 있어 2차원 나노소재를 기반으로 플렉서블한 저항 변화형 메모리 등이 개발되어왔다. 그러나 기존의 2차원 나노소재를 활용한 메모리들은 캐리어1)를 가두어 두는 특성이 약하여 메모리로서의 한계를 가지고 있다.한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 기능성복합소재연구센터 손동익 박사 연구팀이 절연 특성2)을 가지는 2차원 나노소재인 육방정 질화붕소(hexagonal Boron Nitride, h-BN) 초박막 구조 사이에 0차원3) 양자점을 단일층으로 형성시킴으로써 이종 저차원 초박막 나노구조체 기반 투명하고 휘어짐이 가능한 메모리 소자를 개발했다고 밝혔다. 이종 저차원 나노 복합구조체 기반 휘어지고 투명한 초박막 메모리 소자 제조 방법 이종 저차원 나노 복합구조체 기반 초박막 구조체 형성 이미지 연구팀은 양자 제한4) 특성이 우수한 0차원 양자점을 활성층으로 도입, 2차원 나노소재에서 캐리어를 제어함으로써 차세대 메모리 후보가 될 수 있는 소자를 구현하였다. 이를 기반으로 샌드위치 구조를 가지는 2차원 육방정 질화붕소(hBN) 나노소재 사이에 0차원 양자점을 수직 적층 복합구조체로 형성하여 투명하고 휘어짐이 가능한 소자로 제작하였다. 개발된 소자는 80% 이상 투명성을 유지하면서, 휘어졌을 때도 메모리 기능을 유지하였다. 캐리어(Carrier): 전하를 옮기는 물질을 의미하며, 종류로는 전자(-), 정공(+)이 있다. 이차원 나노소재는 전기적 특성에 따라, 도체, 반도체, 절연체로 나뉜다. 육방정 질화붕소(hexagonal Boron Nitride, h-BN)는 절연 특성을 가지는 대표적인 물질이다. 0차원: 분말과 같은 입자 형태를 지님 양자 제한 효과: 나노입자 공간 벽에 의해 전자가 불연속적인 에너지 상태를 형성하는 현상 이종 저차원 나노 복합구조체 기반 초박막 메모리 소자 특성 자료 손동익 박사는 “전도성을 가지는 그래핀에 비해, 절연성 특성을 가지는 육방정 질화붕소(hBN) 위에 양자점 적층 제어기술을 제시함으로써 초박막 나노 복합구조체 연구에 기초를 확립하였고, 차세대 메모리 소자의 제작 및 구동 원리를 밝혔다는 데 의의가 있다”라고 말하며, “향후 이종 저차원 나노물질 복합화의 적층 제어기술을 체계화하고 응용범위를 확대할 예정이다”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙) 지원으로 KIST 주요 사업, 한국연구재단 중견 연구사업 및 나노원천기술개발사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 재료과학 및 복합소재 분야 국제저널인 ‘Composite Part B: Engineering’(IF: 9.078, JCR 분야 상위 0.549%) 최신 호에 게재되었다.* 논문명: Memory effect of vertically stacked hBN/QDs/hBN structures based on quantum-dot monolayers sandwiched between hexagonal boron nitride layer - 제1저자: 한국과학기술연구원 심재호 박사후연구원 - 교신저자: 한국과학기술연구원 손동익 책임연구원< 연구자 소개 >○ 성명: 심재호 박사(제1저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 전북분원 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 연구원 (現, 삼성전자 연구원)○ 전화: 063-219-8244○ e-mail: jshim0214@gmail.com○ 성명: 손동익 박사(교신저자)○ 소속: 한국과학기술연구원 전북분원 복합소재기술연구소 기능성복합소재연구센터 책임연구원○ 전화: 063-219-8155 / 010-8588-1525○ e-mail: eastwing33@kist.re.kr

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