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투명 에너지 절감 스마트 필름 기술 동향

편집부 2022-07-26

㈜우진플라임 사출성형기 “다단 사출로 성형하라”

자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근1. 성형기술의 중요성위 그림에서 보는 것처럼 사출성형 기술은 여러 가지 광범위한 지식과 기술이 모여 사출성형 기술이라는 하나의 기술이 완성되는 종합적인 기술의 집약체이다. 그리고 이와 같은 기술의 집약체를 통해 성형품이라는 결과물로 도출된다. 따라서 어느 한 과정에서 발생하는 문제점은 품질에 영향을 줄 수 있다. 따라서 모든 성형 기술자는 성형기술의 기본적인 부분을 이해하고 성형을 하여야 한다. 2. 성형조건의 5대 요소위 표의 요인은 상호에게 영향을 주어 모든 조건을 임의로 설정하는 것은 곤란하다.3. 사출 속도사출 속도는 수지의 유압 속도를 조정한다. 사출 속도 조정을 통해 성형품 표면의 불량 현상(젯팅, 플로우 마크, 웰드라인) 등을 해결할 수 있다.4. 사출 압력(Injection Pressure)스크류 선단의 수지에 작용하는 최대 압력을 말한다. 유압식의 경우 스크류 전체에 작용하는 유압의 힘(사출력)을 스크류 단면적에서 뺀 이론치로 표시된다. 스크류 직경을 바꾸는 것은 직접 사출 압력을 바꾸는 것이 되므로 스크류 직경을 가늘게 하여 사출 압력을 높게 하는 경우 사출 용량, 사출률, 가소성 능력의 감소를 고려해야 한다.5. 이론 사출량과 실 사출량사출성형을 하기 전 이론 사출량과 실 사출량을 알고 있으면 편리하다. 계량량을 예측할 수 있고 가상의 성형조건을 설정할 수 있다. 이론 사출량과 실 사출량 수식과 수지별 상수는 사출기 선정의 이론 사출 용량을 구하는 공식은 아래 표와 같이 구할 수 있다.1) 다단 사출이란?압력, 속도, 위치를 2단계 이상으로 조건을 설정하여 수지를 금형에 밀어 넣는 것을 뜻한다. 압력, 속도, 위치가 2단계 이상이면 다단 사출이라 할 수 있다.2) 위와 같이 조건을 나누어 설정하게 되면, 불량이 나타나는 구간을 나누어서 불량을 해결할 수 있다. 제품에서 문제점이 되는 Point가 몇 군데인지 파악하여 단계가 최소 2~최고 10단계까지도 설정할 수 있으며, 불량이 있는 구간을 나눈 후 구간의 속도와 압력을 조정하여 불량을 해결할 수 있다.(사출 단계 및 화면의 구성은 각 성형기의 모델과 제조사에 따라 다를 수 있음)3) 다단 사출 구간 설정 방법사출(충진)의 단계에서 제품의 두께, 형상, 수지의 종류에 따라 다르지만 95~98% 정도를 성형시킨다. 사출 구간에서 100% 성형하는 것은 바람직하지 않다. 이러면 경우에 따라 오버 패킹, 잔류응력 등으로 휨, 뒤틀림, 백화 등의 불량이 발생할 수 있다.① 1단 사출 : 게이트 전(캐비티 내 수지의 충진성을 위해 중고속으로 사출)계량을 완료하고 게이트 앞쪽까지 사출을 진행하는 것으로 속도와 압력은 50% 이상으로 설정을 하는 것이 좋다. 스프루와 런너에서 나올 수 있는 불량이 없기에 빠르고 조금 높은 압력을 사용하여도 무방하다.② 2단 사출 : 게이트 후(젯팅, 게이크 마크 방지를 위해 저속으로 사출)2차의 위치는 게이트를 지나서 조금 사출될 정도의 거리를 찾는다.2차 사출은 대부분 저속으로 사출을 하여야 되기 때문에 정밀도 높은 제품은 1차와 2차의 위치를 최소로 하는 것이 좋으며 일반적인 제품은 1차와 2차의 위치의 범위를 넓게 하는 것이 양산 시 재현성에 문제가 없다.③ 3단 사출 : 성형품 80~90%(웰드. 플로우 마크, 방지를 위해 중고속으로 사출)사출 단계는 제품을 80~90% 정도를 사출한다. 이는 규정된 것은 없으며 성형품의 모양, 불량 등 다양한 요인에 따라 변할 수 있으므로 제품의 형상과 불량을 잘 파악하고 사출을 진행하여야 한다.④ 4단 사출 : 성형품 95~98%(Gas 몰림으로 인한 탄화 방지를 위해 저속으로 사출)사출 단계를 4단으로 늘리고 성형품의 95~98% 정도 사출한다. 이때 사출되는 거리가 보압 절환점(V/P 절환점)이 된다. 성형품의 두께, 형상에 따라 4차에 사출되는 거리는 달라질 수 있으며 과패킹, 잔류응력 방지를 위해 사출로 100% 성형하지 않는 것이 중요하다.(미세하거나 매우 얇은 성형품 또는 사출기 압력이 부족한 경우는 100% 성형하기도 함) 이와 같은 방법으로 다단 사출을 진행하여 각각의 위치를 찾게 되면 불량이 나타나는 구간의 속도와 압력을 조정하여 불량을 해결할 수 있다.아래 그림은 사출(충진) 구간의 사출 속도를 위치별로 표시한 것이다.⑤ 보압 설정하기수지가 용융 상태에서 냉각되면서 수축이 발생하게 되는데 이 수축량을 보상하기 위해 압력이 필요한데 이걸 보압이라 한다.보압은 속도로 제어하는 구간(사출, 충진)에서 압력으로 제어하는 구간(보압)이다.보압도 3차까지 설정을 하는데, 1차 보압은 저압으로 설정 스킨층 형성(Burr에 대한 대책) 2차 보압은 1차 보압 보다 압력은 높게(수축, 치수 해결) 설정한다. 3차 보압은 2차 보압 보다 낮게 설정하여 게이트 Seal까지 압력 유지, 뒤틀림, 과패킹, 잔류응력 방지를 위해 저압으로 설정한다.

편집부 2022-06-12

전기자동차용 리튬이온 전지 시스템과 안정성 확보 기술 동향

편집 2022-06-12

KIST-KOITA. 혁신기업 성장을 위해 역량 모은다

- 21일(목), 한국과학기술연구원-한국산업기술진흥협회 업무협약 체결- 기업의 혁신성장을 촉진한 기업 혁신성장 협의체 구성 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진)은 한국산업기술진흥협회(KOITA, 회장 구자균)와 4월 21일(목) KIST 서울 본원에서 혁신기업을 위한 업무협력 협약을 체결했다고 밝혔다. KIST는 21일(목) 서울 성북구 KIST 본원에서 KOITA와 함께 양 기관 간의 혁신기업 성장을 위한 업무협약을 체결했다. (좌측) 마창환 KOITA 상임부회장과 (우측) 윤석진 KIST 원장이 협약서에 서명한 후, 기념촬영을 하고 있다. 두 기관은 이번 협약을 통해 혁신기업의 기술수명주기(EPKB)1) 분석을 통한 전략적 기술지원과 함께 인력·기술·인프라 등의 정보 교류로 혁신성장을 지원할 예정이다. 이와 함께 KIST의 축적된 우수한 연구역량을 활용하여 기업의 기술 애로 해결을 위한 채널을 확대하고 공동교육 프로그램 운영 등 산업계 기술혁신을 위해 노력한다고 밝혔다.또한 이번 협약식의 후속 사항으로, 두 기관은 「KIST-KOITA 기업 혁신성장 협의체」를 구성하고 기업의 혁신성장 촉진 사업을 기획, 운영하고 KOITA 회원사 대상 기술상담회 및 유망기술 설명회를 개최할 예정이다. 지속적인 사업추진을 위해 양 기관은 본부장급 이상 3명, 총 6명으로 구성된 협의회를 분기별 개최하는 안에 합의했다. KIST 윤석진 원장은 “KOITA와의 이번 협약을 통해 KIST의 우수한 기술을 산업계에 확산시키고, 산기협과 전략적 관계를 통해 산업계의 기술성장을 위해 지속적인 협력을 하겠다고”고 밝혔다.

편집부 2022-05-11

한국 유학생, 뉴질랜드서 해초 이용 혁신적 친환경 건축 소재 개발

- 해조류를 바이오 필러로 사용한 바이오 복합 벽 패널을 개발- 내화·습기 조절 기능이 있으며, 탄소 배출을 줄이는 혁신적이면서 저렴한 재료 뉴질랜드 캔터베리 대학교(University of Canterbury)에서 산업 디자인을 전공하고 있는 박민홍(앤디 박)씨가 해초를 이용한 혁신 건축 자재를 새롭게 개발해 뉴질랜드에서 주목받고 있다고 주한뉴질랜드대사관, 뉴질랜드교육진흥청(Education New Zealand)이 4월 8일 밝혔다. 박 씨는 학부 마지막 해 제품 디자인 프로젝트의 하나로 해조류를 바이오 필러로 사용한 바이오 복합 벽 패널을 개발했다. 이 친환경 보드는 내화·습기 조절 기능이 있으며, 건축 분야의 탄소 배출을 줄이는 데 도움이 될 혁신적이면서 저렴한 재료로 인정받았다.박 씨는 “현재 뉴질랜드에서 건축 산업은 전체 탄소 배출량의 20%를 차지한다. 건설 업계는 탄소 배출을 줄이면서도 더 많은 주택을 지어야 하는 도전에 직면해 있어 거의 모든 집에 석고 보드가 사용되는 점을 고려할 때 해초 보드는 탄소 배출을 줄이는 친환경적 대안이 될 수 있을 것”이라고 말했다.박 씨는 여러 번의 테스트를 거쳐 해초와 석고 간 최적의 혼합 비율을 파악했고, 초기 연구에서 해초 보드는 일반적인 석고 보드보다 습기를 더 잘 흡수해 집 단열과 습기 제거에 도움이 된다는 점도 알게 됐다. 특히 용광로 테스트에서는 해초 보드가 금방 녹아 없어질 것으로 예상됐으나, 1시간이 지나도 온전한 모습을 유지했다.해조류는 천연 난연제인 붕소를 함유해 발화 위험을 줄이고, 난연성을 높이며, 화재 시 소화 작용을 촉진하는 것으로 밝혀졌다. 또 해초가 시멘트와 결합되면 콘크리트 강도가 증가하며, 해조류와 그 주성분인 알지네이트도 열 안정성이 높으면서 열전도율이 낮아 화재 발생 시 보드가 분해되는 데 더 오래 걸리게 한다. 박 씨는 “해초는 수분을 흡수하고, 방출하는 능력도 인정받고 있으며 재활용할 수 없는 요소가 없어 기존 수동 방화 재료보다 더 친환경적인 대안”이라며, “해초 보드는 재활용해 비료로 사용할 수도 있다”고 말했다.완성된 해초 보드 제품은 사용한 해초의 종류에 따라 녹색, 적색 또는 갈색으로 색상이 달라질 수 있으며, 표면은 대리석처럼 광택을 갖고 있다. 박 씨의 연구, 설계 및 테스트는 아직 초기 단계에 있지만, 학생들의 혁신적 연구 프로젝트를 지원하는 캔터베리 대학교 혁신 점프스타트(UC Innovation Jumpstart)에서 가장 큰 상업적 잠재력을 인정받으며 2만 달러의 상금을 획득했다.해초는 하루에 0.5m씩 빠르게 자라며, 연간 약 1억7,300만 미터톤의 탄소를 격리할 수 있는 것으로 알려진다. 박 씨의 해초 보드는 해초를 이용한 혁신적이면서 새로운 건축 자재로써 환경 보호와 친환경 라이프에 관심이 큰 뉴질랜드에서 탄소 배출을 줄일 제품의 모범 사례로 자리 잡고 있다. 뉴질랜드 교육진흥청 본청 기사: https://newlook.enz.govt.nz/category/innovation/st... 출처: 주한뉴질랜드대사관

편집부 2022-05-02

나노 셀룰로오스의 응용분야와 최근 동향

편집부 2022-04-13

사출 성형품에 나타날 수 있는 트러블의 종류와 해결 방법

자료제공: 우진플라임 기술교육원 / 교수 한선근※ 2020년 10월부터 2021년 1월호까지 연재되었던 자료 이후 빠진 부분이 있어서 이어서 게재합니다. < 성형품에 나타날 수 있는 불량의 종류 >사출성형품에 나타날 수 있는 불량의 수는 점차 늘어나고 있으며, 새로운 수지의 출현으로 현장에서는 더욱더 생산에 어려움이 발생하고 있습니다. 아울러 불량의 원인 파악이 힘들어지고 있어 정보의 공유가 필요할 것 같습니다. 불량의 명칭, 즉 원인이 다양한 인자에 의하여 발생하기에 정보의 수집이 다양한 방법으로 필요할 것 같습니다.15) Diesel Effect(탄흔)수지의 흐름이 캐비티의 끝단이나 중간에 Gas나 Air가 모이는 부분에서 고압과 고속에 의하여 발생 또는 원재료의 첨가제에 의하여서도 발생 16) Glossy spots(광택 불량, 반짝이)성형품의 광택도가 높거나 낮은 것을 말하는 것으로 성형품의 부식 면이 부분적으로 광택의 차이가 다른 것을 광택 불량이라고 합니다.17) Color Streak(색줄)제품의 외관에 다른 줄이 나타나는 것입니다.18) Demolding Problem(취출 불량)성형품의 표면에 Ejector pin 자국이 나타나거나 구멍이 발생하여 성형품에 손상이 가해지는 것이 눈으로 보이는 것을 말합니다.

취재부 2022-04-06

서울대, 산소 산화·환원 반응 기반의 새로운 나트륨 이차전지 양극 소재 설계

- 산소 산화·환원 반응의 열화 원인 규명 및 새로운 나트륨 이차전지 양극 소재에 대한 설계 방향성 제시- 세계적 학술지 네이쳐 머터리얼즈(Nature Materials, IF=38.887) 논문 게재 서울대학교 공과대학(학장 이병호)은 재료공학부 강기석 교수 연구팀(음동건 연구원)이 산소 산화·환원 반응의 열화 메커니즘을 규명하고, 이를 통해 차세대 나트륨 이차전지용 양극 소재를 새롭게 설계하는 데 성공했다고 3월 23일 밝혔다. 왼쪽부터 강기석 서울대 재료공학부 교수, 음동건 연구원 이번 연구로 향후 높은 에너지 밀도를 갖는 나트륨 이차전지용 양극 소재 개발에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 전망된다.최근 리튬과 코발트, 니켈의 원자재 가격이 지속적으로 폭등하면서 리튬 이차전지 양극 소재의 안정적인 수급에 어려움을 겪고 있다. 이에 매장량이 풍부하며 가격 경쟁력이 높은 나트륨과 망간을 주 양극 소재 원료로 사용하는 나트륨 이차전지가 새로운 대안으로 연구되고 있다. 하지만 나트륨 이차전지의 경우 리튬 이차전지보다 낮은 에너지 밀도를 갖는다는 점에서 명확한 한계가 존재했다.이에 대한 해결책으로 무거운 전이 금속 대신, 산소를 통한 산화·환원 반응으로 양극 소재의 성능을 높이는 노력이 전 세계적으로 이뤄지고 있다. 재료의 결정 구조를 이루는 산소를 전기화학 반응에 추가적으로 참여시켜 에너지 밀도를 비약적으로 높일 수 있다는 점이 획기적이다.그러나 산소 산화·환원 반응은 일반적으로 산소 가스 발생, 전압 및 용량 강하와 같은 비가역적인 현상을 수반해 재료가 빠르게 열화되는 특징이 있어 상용화에 큰 어려움이 있다.강기석 교수 연구팀은 이 같은 비가역적인 특성이 본질적으로 전기화학 반응 시의 산소 안정화 메커니즘의 편중에서 비롯됐다는 것을 밝혔다. 3가지 산소 안정화 메커니즘에 대한 모식도[비 안정화, π(파이)-안정화, σ(시그마)-안정화)] 산소 안정화 메커니즘에는 총 3가지의 서로 다른 반응 경로가 존재한다는 발견을 통해 특히 산소 간의 강한 결합을 유도하는 σ(시그마) 유형의 안정화 메커니즘이 산소 산화·환원 반응의 비가역성을 초래한다는 점을 규명했다. 구팀은 이런 원론적인 이해를 바탕으로 안정적인 산소 산화·환원 반응을 위한 설계 방향성을 새롭게 제시했다. 우수한 에너지 효율 및 안정적인 수명 특성을 지닌 새로운 나트륨 이차전지용 양극 소재를 설계했다.강기석 교수는 이번 연구에 대해 “리튬 이차전지를 대체할 높은 에너지 밀도의 차세대 이차전지 소재의 설계 방향을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며, “앞으로 나트륨 이차전지 상용화에 기여할 우수한 연구 결과다”고 말했다.이어 “복잡한 산소 산화·환원 반응에 대한 정확한 이해가 부족해 선행 연구팀들마다 서로 다른 해석이 발표돼왔는데, 이번 연구를 통해 정확한 메커니즘 규명을 했다는 점에서 의의가 있다”고 강조했다.이번 연구 결과는 세계적으로 자연 과학 분야에서 가장 권위 있는 학술지인 Nature Materials에 3월 17일 자로 온라인 게재됐다.한편 이번 연구는 강기석 교수가 지도하고 석박사통합과정 음동건 연구원이 주도적으로 진행했으며, 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업 탄소유기체에너지소재 연구단)의 지원으로 수행됐다. 문의: 서울대학교 재료공학부 강기석 교수 02-880-7088 / matlgen1@snu.ac.kr

편집부 2022-04-04