[제조공학실험] 프레스(press) : 프레스의 각부 조작법과 프레스를 이용한 판재의 성형 방법을 학습하고, 폴리프로필렌(PP)를 가공을 함으로써 여러 가지 가공 인자가 성형 결과에 미치는 영향

소개글

[제조공학실험] 프레스(press) : 프레스의 각부 조작법과 프레스를 이용한 판재의 성형 방법을 학습하고, 폴리프로필렌(PP)를 가공을 함으로써 여러 가지 가공 인자가 성형 결과에 미치는 영향에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험목적……………………………………3
이론배경……………………………………3
실험장비……………………………………4
실험과정……………………………………5
실험결과……………………………………8
토의&분석……………………………………9
참고문헌……………………………………9

본문내용

해지며, 계속 높은 온도로 가열하면 유동체가 된다. 결정성 열가소성수지에는 폴리에틸렌·나일론·폴리아세탈수지 등이 포함되고 유백색이다. 비결정성 열가소성수지에는 염화비닐수지·폴리스타이렌·ABS수지·아크릴수지 등의 투명한 것이 많다. 전체 합성수지 생산량의 80% 정도를 차지한다.
3.프레스
소성변형에 의한 판재의 성형 가공 은 널리 사용되고, 판재를 사용한 각종 용기, 장식품, 가구 및 자동차, 항공기, 선박, 건축 등의 구조물 등 그 제품이 많다. 프레스는 다량 생산이 가능하고, 그 종류도 많으며, 또한 고속 및 대용량으로 개량되어 현재 중요한 가공법으로 취급되고 있다.
프레스 작업은 속도가 빠르고, 절삭 각공과 같은 생산비가 많은 가공법에 비하면 생산비가 적어 비절삭 가공의 최대 장점을 살릴 수 있다. 한편 프레스 가공에는 프레스 기계와 프레스 공구인 금형의 설계와 제작이 매우 중요하다. 프레스는 그 종류가 매우 많고 작동 방식, 구조 및 사용 방식에 따라서 분류의 기준이 다르다.
이번 실험에서 우리가 다룰 프레스는 열과 압력을 동시에 가하는 ‘복합재료 성형 프레스’를 ‘폴리프로필렌’을 변형하기 위해 다루어 볼 것이다.
실험장비
1.실험장비
- 열처리 성형 프레스
- 폴리프로필렌(PP)
- 성형판재 및 압축용 철판(위.아래)
- 이형제 & 안전용품 & 버니어캘리퍼스
실험과정
1.실험준비
① 재료준비
이형제, 성형판제크기 측정위한 버니어캘리퍼스, 안전장비, 실험에 사용될(성형판제에 들어갈) 폴리프로필렌의 중량을 계산하여 준비.
※폴리프로필렌의 무게계산
1)폴리프로필렌의 밀도 :
2)성형판재의 길이 & 높이 측정
ㄷ자 모양의 성형판재 & 외부 정사각형의 성형판재 이 안으로 들어갈 폴리프로필렌의 무게를 알고 있는 정보(밀도)를 이용하기위해 부피측정을 하여 무게를 계산하는 과정.
3)부피를 이용해서 무게계산과정
V=[8x8 - (5x4-3x3)] x H(0.8cm)= 42.4
X(필요무게)= 0.8(PP밀도) x 42.4 = 33.92g
4)필요한 폴리프로필렌 미세저울로 측정
폴리프로필렌 :33.92 g
② 프레스 열처리 예열과정
22°C(실내온도) → 200°C(필요온도)
22°C에서부터 200°C까지 가열하는 예열과정을 약 30분간 거침
③ 성형판재 청소 & 이형제 도포
2.프레스공정
폴리프로필렌의 알갱이 형태의 공극 때문에 한 번에 성형틀에 넣지 못하므로 ①, ② 구간으로 나누어 일부를 녹이고 다시 넣는 형식으로 실험을 진행하였다. 구간 당 약 30분의 시간을 취하였으며 총 60분간 200°C에서 성형을 거쳤다. ①과정에서 일부 폴리프로필렌이 녹자마자 모든 폴리프로필렌을 넣고, ②과정 시작을 할 때 위 철판을 대고 압축과정을 시작했다.
①: 열
②: 열 + 압력
실험결과
1.완성품
2.오차(%)
이론값 : 33.92 g
실험값 : 33.9 g
∴ 0.059% 의 0.02g의 폴리프로필렌이 성형틀 외부에서 굳었다.
토의&분석
1.실험의 의의
프레스 실험이라 함은 기계과에서 주로다룰 금속재료의 절단 & 굽힘 성형이나, 건축의 콘크리트와 같은 압축실험으로 생각을 하고 있었다. 이번 기회에 폴리프로필렌, 즉 열가소성수지를 열과 압력으로 변화시키는 과정을 실험할 수 있었다.
2.오차요인
폴리프로필렌무게를 정확하게 계산하고 이론적으로도 정확하게 맞는 값이었다. 하지만 폴리프로필렌은 가루형식이 아닌 알갱이 형태로 되어있어서, 공극이 매우 큰 상태였다. 실험과정에서도 폴리프로필렌을 나누어서 녹이는 과정을 행하였는데, 이 과정에서 오차가 생긴 것으로 보인다. 완성품을 보면 우리가 나누어서 폴리프로필렌을 넣었을 때 바로 그 부분에서 주로 기포가 발견되었다. 또한 실험 과정 중 ①과정에서 녹이는 과정에서 200°C의 열로 인해 성형틀을 받쳐주는 아래철판이 휘어지면서 성형틀과 철판사이의 공간이 벌어짐을 볼 수 있었다. 즉, 이런 공간이 벌어지지 않도록 한 번의 재료주입과 압축을 동반하는 열처리가 있어야 오차를 줄일 수 있을 것이다.
실제 산업현장에서는 이미 녹은 폴리프로필렌을 틀에 주입하는 형식으로 하는 경우가 많을 것이다. 우리 실험에서의 오차를 줄이려면 공극이 적은 더 작은 형태로 이루어진 PP를 사용하는 방법이외에는 없다. 공극이 줄어든다면 실험을 ①, ②과정 두 개로 나눌 필요가 없고, 사용되는 모든 PP가 열 성형을 받음과 동시에 압축성형을 받음으로서 기포, 오차생성이 줄어들 것으로 보인다.
참고문헌
① 제조공학실습 수업자료
② 공업재료가공학(5/e) 피어슨(김남수역)

키워드

프레스,   제조공학,   press,   프레스의 각부 조작법,   성형 방법,   폴리프로필렌,   실험결과