KR20230134744A

KR20230134744A - 빅데이터에 기반하여 제품의 형상지수에 따라 냉각 기간을 제어하는 사출 성형 장치

Info

Publication number: KR20230134744A
Application number: KR1020220031887A
Authority: KR
Inventors: 박성규; 윤휘설; 장신위; 전철희; 정성호; 박성균
Original assignee: (주)우수아이
Priority date: 2022-03-15
Filing date: 2022-03-15
Publication date: 2023-09-22

Abstract

플라스틱 사출 성형을 위한 성형 조건을 계산하는 컴퓨팅 장치가 제공된다. 상기 컴퓨팅 장치는 원재료에 따라 결정되는 수지의 용융 온도보다 소정 범위 낮은 온도 구간에서 상기 원재료에 대응하는 복수의 온도 설정 모드 중 하나를 이용하여 실린더의 구간 별 온도를 설정하는 온도 설정부 및 금형 입구에 접촉되는 실린더의 내부를 통해 회전 이동하는 스크류의 직경에 따라 상기 실린더 내에서의 상기 스크류의 최종 전진 위치를 계산하고, 금형 대상이 되는 제품의 부피를 사출 기기의 단위 스트로크 당 사출 부피로 나누어 계산되는 계량 거리를 계산하고, 상기 스크류의 최종 전진 위치와 상기 계량 거리를 이용하여 상기 스크류가 전진을 종료하고 보압을 제공하는 보압 전환 위치를 계산하는 스크류 제어부를 포함할 수 있다.

Description

빅데이터에 기반하여 제품의 형상지수에 따라 냉각 기간을 제어하는 사출 성형 장치{INJECTION MOLDING APPARATUS OF CONTROLLING COOLING TIME AS SHAPE INDEX OF PRODUCTS BASED ON BIG-DATA}

이하의 설명은 사출 성형을 위한 성형 조건을 계산하는 컴퓨팅 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 사용자로부터 입력되는 원재료 및 사출 성형 기기 정보에 따라 주어진 금형에 따라 성형 조건을 자동으로 계산함으로써 작업자에 따른 사출물의 품질 편차를 최소화할 수 있도록 지원하는 컴퓨팅 장치에 관한 것이다.

사출 성형은 사출물의 원재료인 플라스틱 등의 사출 재료를 용융 시킨 후에 사출하여 금형에 주입하는 방식으로 사출물을 제작하게 된다. 구체적으로, 사출 성형기는 사출 재료를 계량하고 금형을 닫은 후(mold closing), 충진(filling), 보압(packing), 냉각(cooling) 및 금형 개방(mold opening) 공정을 거쳐 사출물을 취출하게 된다.

특히, 충진 공정에서는 사출 기기의 스크류의 구동 속도를 제어하는 방식으로 동작하게 되는데, 상기 스크류의 구동 속도를 등속으로 제어하는 경우 사출물 및 그에 따른 금형의 형상에 따라 금형 내에서 수지 등 사출 재료의 유동 속도(flow rate)가 달라지면서 수지의 배향성, 밀도, 냉각 속도 등에서 편차가 발생하여 제품의 후변형 또는 표면 불량을 야기할 수 있다.

이러한 사출 성형 기술은 사수로부터 부사수로 자신이 취득한 경험치에 근거하여 금형 내 수지의 유동 속도를 조절하는 방법이 전수되고 있는 실정이다. 현재로서는 사출 성형 기술자를 체계적으로 교육하고 양성하는 기관이 없으며 사출 성형 이론에 기반하여 기준이 되는 성형 조건을 산출하는 프로그램 또한 존재하지 않는 것이 그 원인이다.

대한민국 등록특허 제10-2292530호(2021.08.24)

이하의 실시 예들은 사출 성형을 위한 성형 조건을 계산하는 컴퓨팅 장치를 제공할 수 있다. 다만, 기술적 과제는 상술한 기술적 과제들로 한정되는 것은 아니며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

일 측면에 따르면, 플라스틱 사출 성형을 위한 성형 조건을 계산하는 컴퓨팅 장치가 제공된다. 상기 컴퓨팅 장치는 원재료에 따라 결정되는 수지의 용융 온도보다 소정 범위 낮은 온도 구간에서 상기 원재료에 대응하는 복수의 온도 설정 모드 중 하나를 이용하여 실린더의 구간 별 온도를 설정하는 온도 설정부 및 금형 입구에 접촉되는 실린더의 내부를 통해 회전 이동하는 스크류의 직경에 따라 상기 실린더 내에서의 상기 스크류의 최종 전진 위치를 계산하고, 금형 대상이 되는 제품의 부피를 사출 기기의 단위 스트로크 당 사출 부피로 나누어 계산되는 계량 거리를 계산하고, 상기 스크류의 최종 전진 위치와 상기 계량 거리를 이용하여 상기 스크류가 전진을 종료하고 보압을 제공하는 보압 전환 위치를 계산하는 스크류 제어부를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따른 상기 복수의 온도 설정 모드는, 금형 입구에서 멀어지는 방향으로 실린더의 구간 온도가 단조 감소하도록 설정함으로써 상기 수지로 전달되는 열이 소정 범위로 제한되도록 하는 제1 온도 설정 모드, 상기 실린더에서 상기 금형 입구로부터 소정 거리 내에 존재하는 상기 실린더의 헤드부의 온도가 가장 높도록 설정하고, 상기 헤드부로부터 상기 실린더의 노즐 방향으로 상기 실린더의 구간 온도가 단조 감소하고, 상기 헤드부로부터 상기 실린더의 후단부 방향으로 상기 실린더의 구간 온도가 단조 감소하도록 설정하여 스푸루 실 바리 현상이 방지되도록 하는 제2 온도 설정 모드 및 상기 실린더의 노즐부로부터 상기 실린더의 헤드부의 소정 구간까지의 온도가 상기 실린더 내에서 가장 높도록 설정하고, 상기 실린더의 헤드부의 소정 구간으로부터 상기 실린더의 후단부 방향으로 상기 실린더의 구간 온도가 단조 감소하도록 설정하는 제3 온도 설정 모드를 포함할 수 있다.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 스크류 제어부는 사용자로부터 입력되는 기본 정보에 따라 상기 사출 기기의 최대 사출용적을 사출 최대 스트로크로 나눈 값을 이용하여 단위 스트로크 당 사출 부피를 계산하는 제1 계산 모드 및 원주율과 상기 스크류의 반지름을 제곱한 값의 곱을 이용하여 단위 스트로크 당 사출 부피를 계산하는 제2 계산 모드 중 어느 하나를 선택하고, 상기 제품의 부피를 상기 사출 기기의 단위 스트로크 당 사출 부피로 나누고 상기 원재료에 의해 결정되는 배출률을 곱한 값을 상기 계량 거리로서 계산할 수 있다.

또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 스크류 제어부는 상기 계량 거리가 상기 스크류의 직경의 k배(k는 사출 기기에 따라 부여되는 비례상수) 이상 3k배 이하에 대응하는 적정 범위에 존재하는지를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 계량 거리가 적정 범위 밖에 존재하면 상기 사출 기기의 스크류 교체를 제안하는 메시지를 출력할 수 있다.

또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 컴퓨팅 장치는 각각의 원재료 특성에 대응하는 배출률을 저장하는 배출률 데이터베이스; 및 상기 제품에 대한 사출 성형 횟수를 카운팅하는 사출 카운팅부를 더 포함할 수 있다. 상기 사출 카운팅부는 상기 사출 카운팅부는 상기 사출 성형 횟수가 소정의 조정 주기를 초과하면, 상기 보압 전환 위치에 대한 조정 신호를 상기 스크류 제어부로 전달하고, 상기 스크류 제어부는 상기 조정 신호에 따라 상기 보압 전환 위치를 미리 설정된 조정 파라미터만큼 감소시킬 수 있다.

또 다른 일 실시 예에 따르면, 상기 컴퓨팅 장치는 상기 제품에 포함되는 외부 단면이 기준치 이상의 면적 크기를 갖는 단면의 개수에 제1 가중치를 곱하고, 상기 기준치 이하의 면적 크기를 갖는 단면의 개수에 제2 가중치를 곱함으로써, 상기 제품에 대한 형상지수를 계산하는 형상지수 계산부 및 상기 형상지수, 상기 제품의 평균 두께, 상기 제품의 최대 두께 및 상기 원재료에 의해 결정되는 냉각지수를 이용하여 냉각시간을 계산하는 냉각시간 계산부를 더 포함할 수 있다.

도 1은 사출 성형을 위한 성형 조건을 계산하는 컴퓨팅 장치의 블록도이다.
도 2a 내지 도 2c는 온도 설정부가 지원하는 다양한 온도 설정 모드가 설명되는 예시도이다.
도 3은 스크류 제어부가 계량 거리의 적정성을 판단하는 과정을 설명하는 예시도이다.
도 4는 본 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 예시적인 화면을 도시한다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 사출 성형을 위한 성형 조건을 계산하는 컴퓨팅 장치의 블록도이다. 도 1을 참고하면, 컴퓨팅 장치(100)는 온도 설정부(110), 스크류 제어부(120), 배출률 데이터베이스(130), 사출 카운팅부(140), 형상지수 계산부(150) 및 냉각시간 계산부(160)를 포함할 수 있다. 온도 설정부(110)는 원재료에 따라 결정되는 수지의 용융 온도보다 소정 범위 낮은 온도 구간에서 상기 원재료에 대응하는 복수의 온도 설정 모드 중 하나를 이용하여 실린더의 구간 별 온도를 설정할 수 있다. 상기 소정 범위는 수지의 용융점의 60% 이상 85% 이하로 설정되며, 용융점에 미치지 못하고 남는 열 에너지는 스크류의 회전 이동 과정에서 방출되는 열 에너지로 보충될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았지만, 사출 과정에서는 온도 설정부(110)의 제어 신호에 따라 실린더의 구간 온도가 증가하도록 하는 가열 수단이 온도 설정부(110)에 연결될 수 있으며 이는 통상의 기술자에게는 자명한 사실일 것이다.

스크류 제어부(120)는 금형 입구에 접촉되는 실린더의 내부를 통해 회전 이동하는 스크류의 직경(D)에 따라 실린더 내에서의 스크류의 최종 전진 위치를 계산할 수 있다. 스크류의 최종 전진 위치는 사출 성형 시에 계량 양의 변화에 따른 수지의 부족을 보충하기 위한 쿠션량으로 설명될 수 있다. 스크류 제어부(120)는 상기 스크류의 최종 전진 위치를 스크류의 직경(D)의 10% 이상 20% 이하의 범위 내에서 원재료 특성에 따라 설정할 수 있다. 이를테면, 쿠션량이 0으로 설정되어 스크류가 실린더의 끝까지 전진하게 된 경우에는 계량 양이 부족하게 되면 노즐부의 수지 미세 누출이나 체크링 마모에 의한 수지의 미세 역류 등으로 인한 미성형이 발생될 수 있다. 또한, 쿠션량이 과다하게 설정될 경우에는 수지가 실린더 내에서 체류하기 되는 시간이 증가하게 되어 수지의 열분해가 발생하여 열 분해로 인한 유독 가스 발생 등의 위험성이 존재한다. 본 실시 예에 따른 스크류 제어부(120)는 원재료의 특성에 따라 적절 범위 내로 스크류의 최종 전진 위치를 자동 계산하여 미성형이나 유독 가스 발생을 방지하는 효과를 제공할 수 있다.

또한, 스크류 제어부(120)는 금형 대상이 되는 제품의 부피를 사출 기기의 단위 스트로크 당 사출 부피로 나눔으로써 계량 거리를 계산할 수 있다. 이하에서, 계량 거리는 금형에 유입될 수지의 양을 실린더 내의 스크류의 이동 거리로 환산한 수치를 나타낸다.

구체적으로, 스크류 제어부(120)는 사용자로부터 입력되는 기본 정보에 따라 두 가지의 계산 모드를 지원한다. 일 실시 예로서, 사용자로부터 사출 기기의 최대 사출용적과 사출 최대 스트로크가 입력된 경우에, 스크류 제어부(120)는 아래 수학식 1과 같이 단위 스트로크 당 사출 부피를 계산할 수 있다.

예시적으로, 최대 사출용적이 121cm³이고, 사출 최대 스트로크가 150mm인 사출 기기의 경우에는 1mm 당 사출 부피가 0.806cm³으로 계산될 수 있다.

다른 일 실시 예로서, 사용자로부터 사출 기기의 스크류의 반지름(d, 단위는 mm)가 입력된 경우에, 스크류 제어부(120)는 아래의 수학식 2와 같이 단위 스트로크 당 사출 부피를 계산할 수 있다.

스크류 제어부(120)는 하나의 제품의 부피를 사출 기기의 단위 스트로크 당 사출 부피로 나누고 상기 원재료에 의해 결정되는 배출률을 곱한 값을 상기 계량 거리로서 계산할 수 있다. 이하에서 추가될 도 3을 통해 스크류 제어부(120)가 원재료 특성에 맞지 않는 경우에 적절한 크기로의 스크류 교체를 제안하는 실시 예에 대해 보다 자세히 설명될 것이다.

배출률 데이터베이스(130)는 각각의 원재료 특성에 대응하는 배출률을 저장할 수 있다. 배출률(g/cm³)은 해당 사출 제품이 완성되었을 때, 단위 부피 당의 제품의 무게로 결정되며 원재료 특성에 따라 결정되는 파라미터를 나타낸다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 배출률 데이터베이스(130)는 아래의 표 1과 같이 각각의 원재료에 대한 배출률 데이터를 저장 및 관리할 수 있다.

원재료 명칭 (그레이드)	대표 제품명 예시	배출률(g/cm³)
ABS	Novodur	0.92
ABS/PC	Bayblend	0.95
CA	-	0.97
LCP	zenite	1.38
PA6	Ultramid	0.96
PA6 GF	Ultramid	1.15
PA66	Ultramid	0.95
PA66 GF	Ultramid	1.15
PBT	Pocan	1.07
PBT GF	Pocan	1.36
PC	Lexan	1.04
PC GF	Lexan	1.3
PC/PBT	Xenoy	1.04
PE-HE	Hostalen	0.72
PE-LH	Lupolen	0.7
PEI	Ultem	1.2
PES	Ultrason E	0.6
PET GF	Rynite	1.48
PMMA	Plexigas	1.04
POM	Delrin	1.15
PP(FSC1012)	Daplen	0.73
PP(KS101)	Daplen	0.73
PPT	Daplen	0.87
PP(SLF0812A)	Daplen	0.73
PPE/PA	Noryl	0.92
PPS	Forton	1.45
PS-HI	Polystyrol	0.92
PS	Polystyrol	0.92
PSU	Ultrason S	1.1
PVC-U	-	1.12
SAN	Luran	0.96
TPE-A	Pebax	0.83
TPE-E	Hytrel	-
TPE-O	Vistaflex	-
TPE-S(TC6AAZ)	Thermolast K	1.08
TPE-S(TF60/800)	Thermolast K	0.98
TPE-U	Desmopan	0.99
TPE-V	Santoprene	0.72

사출 카운팅부(140)는 제품에 대한 사출 성형 횟수를 카운팅할 수 있다. 사출 카운팅부(140)의 상세 동작을 설명하기에 앞서 스크류 제어부(120)의 추가적인 동작을 설명한다. 스크류 제어부(120)는 스크류의 최종 전진 위치와 계량 거리를 이용하여 스크류가 전진을 종료하고 보압을 제공하는 보압 전환 위치를 계산할 수 있다. 보압 전환 위치는 수지에 대한 충진 과정(=스크류의 전진)을 종료하고 보압을 제공하는 위치를 나타낸다. 스크류 제어부(120)는 아래의 수학식 3에 기반하여 보압 전환 위치를 계산할 수 있다.

상기 수학식 3에서 D는 스크류의 직경으로서 단위는 mm를 나타낸다. 스크류 제어부(120)는 계량양 과다 설정으로 인한 충진 과다를 방지하기 위해 계량 거리의 3% 내외 범위에서 쿠션량(스크류의 직경의 20%)만큼의 거리를 보압 전환 위치로 설정할 수 있다.

사출 카운팅부(140)는 사출 성형 횟수가 소정의 조정 주기를 초과하면, 상기 보압 전환 위치에 대한 조정 신호를 상기 스크류 제어부(120)로 전달할 수 있다. 스크류 제어부(120)는 조정 신호에 따라 보압 전환 위치를 미리 설정된 조정 파라미터만큼 감소시킬 수 있다. 예시적으로, 그러나 한정되지 않게 조정 파라미터는 1.0mm 이상 2.0mm 이하의 실수로 설정될 수 있다.

형상지수 계산부(150)는 제품에 포함되는 외부 단면이 기준치 이상의 면적 크기를 갖는 단면의 개수에 제1 가중치를 곱하고, 상기 기준치 이하의 면적 크기를 갖는 단면의 개수에 제2 가중치를 곱함으로써, 제품에 대한 형상지수를 계산할 수 있다. 제품에 대한 형상지수는 제1 가중치에 대한 결과값 및 제2 가중치에 대한 결과값의 합으로 정의될 수 있다. 바람직하게는, 제품에 대한 형상지수는 0.8 이상 1.25 이하의 실수로 설정되도록 계산될 수 있다. 또한, 제품에 대한 형상지수의 직접 계산이 어려운 경우에는 사용자 정의에 따라 0.8 이상 1.25 이하의 실수가 제품의 형상지수로 선택될 수 있다.

냉각시간 계산부(160)는 상기 형상지수, 상기 제품의 평균 두께, 상기 제품의 최대 두께 및 상기 원재료에 의해 결정되는 냉각지수를 이용하여 냉각시간을 계산할 수 있다. 냉각시간 계산부(160)는 아래의 표 2와 같이 각각의 원재료에 대응하는 냉각지수를 저장할 수 있다.

원재료	PVC	POM	ABS	PE	PS	PP	PA
지수	0.75	0.8	0.85	0.95	1.0	1.1	1.3

구체적으로, 냉각시간 계산부(160)는 아래의 수학식 4에 기반하여 냉각시간 T를 계산할 수 있다.

예시적으로, 형상지수가 1.2이고, 성형품의 평균 두께가 2.0mm이고, 가장 두꺼운 곳의 두께가 3.0mm인 제품을 pp로 성형하는 경우에 1.2×(2.0+2×2.0×3.0)×1.1가 되어 냉각시간 계산부(160)는 18.48(sec)의 냉각시간을 계산해낼 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 온도 설정부가 지원하는 다양한 온도 설정 모드가 설명되는 예시도이다. 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 온도 설정부에 의해 정의되는 실린더 내의 구간 온도가 설명된다. 실린더는 금형 입구로부터 멀어지는 방향으로 노즐부, 헤드부, 전부, 중부, 후부로 다섯 가지 구간 온도로서 분리될 수 있다. 온도 조절부는 원재료에 따른 각각의 온도 설정 모드에 따라 다섯 가지 구간 온도를 다르게 정의할 수 있다. 예시적으로, 한정되지 않게 이하에서는 용융 온도로 300℃/1.2kg을 갖는 원재료에 대한 온도 설정 모드가 설명된다.

도 2a를 참조하면, 제1 온도 설정 모드가 도시된다. 예시적으로, 제1 온도 설정 모드에서는 실린더 내의 구간 온도가 노즐부(265℃), 헤드부(260℃), 전부(255℃), 중부(250℃) 및 후부(240℃)로 각각 정의될 수 있다. 구체적으로, 제1 온도 설정 모드는 금형 입구에서 멀어지는 방향으로 실린더의 구간 온도가 단조 감소하도록 설정함으로써 상기 수지로 전달되는 열이 소정 범위로 제한되도록 하는 모드를 나타낸다.

도 2b를 참조하면, 제2 온도 설정 모드가 도시된다. 예시적으로, 제2 온도 설정 모드에서는 실린더 내의 구간 온도가 노즐부(255℃), 헤드부(260℃), 전부(260℃), 중부(255℃) 및 후부(250℃)로 각각 정의될 수 있다. 구체적으로, 제2 온도 설정 모드는 상기 금형 입구로부터 소정 거리 내에 존재하는 상기 실린더의 헤드부의 온도가 가장 높도록 설정하고, 상기 헤드부로부터 상기 실린더의 노즐 방향으로 상기 실린더의 구간 온도가 단조 감소하고, 상기 헤드부로부터 상기 실린더의 후단부 방향으로 상기 실린더의 구간 온도가 단조 감소하도록 설정하여 스푸루 실 바리 현상이 방지되도록 하는 모드를 나타낸다.

도 2c를 참조하면, 제3 온도 설정 모드가 도시된다. 예시적으로, 제3 온도 설정 모드에서는 실린더 내의 구간 온도가 노즐부(260℃), 헤드부(260℃), 전부(260℃), 중부(258℃) 및 후부(255℃)로 각각 정의될 수 있다. 구체적으로, 제3 온도 설정 모드는 상기 실린더의 노즐부로부터 상기 실린더의 헤드부의 소정 구간까지의 온도가 상기 실린더 내에서 가장 높도록 설정하고, 상기 실린더의 헤드부의 소정 구간으로부터 상기 실린더의 후단부 방향으로 상기 실린더의 구간 온도가 단조 감소하도록 설정하는 모드를 나타낸다.

도 3은 스크류 제어부가 계량 거리의 적정성을 판단하는 과정을 설명하는 예시도이다. 스크류 제어부는 스크류의 직경(D)를 기준으로 계량 거리에 대해 비적정 범위, 가능 범위, 추천 범위를 설정할 수 있다. 예시적으로, 스크류의 최대 전진 가능 위치(0)와 계량 거리(스크류의 실제 전진 위치)의 차이가 스크류의 직경의 1배 이하가 되는 범위는 제1 비적정 범위로 정의될 수 있다. 계량 거리가 제1 비적정 범위로 계산되는 경우에는 열적으로 민감한 플라스틱에 긴 체류 시간이 제공되어 유해 가스 발생의 원인이 될 수 있다. 또한, 스크류의 최대 전진 가능 위치(0)와 계량 거리(스크류의 실제 전진 위치)의 차이가 스크류의 직경의 4배 이하가 되는 범위는 제2 비적정 범위로 정의될 수 있다. 이 경우에, 플라스틱 수지 일부가 열적으로 불균일한 상태가 되어 완전히 용융되지 않은 재료에 의한 불성형 문제가 발생될 수 있다.

구체적으로, 스크류 제어부는 계량 거리가 상기 스크류의 직경의 k배(k는 사출 기기에 따라 부여되는 비례상수) 이상 3k배 이하에 대응하는 적정 범위에 존재하는지를 판단할 수 있다. 또한, 스크류 제어부는 판단 결과에 따라 상기 계량 거리가 적정 범위 밖에 존재하면 상기 사출 기기의 스크류 교체를 제안하는 메시지를 출력할 수 있다. 구체적으로, 스크류의 최대 전진 가능 위치(0)와 계량 거리(스크류의 실제 전진 위치)의 차이가 0.5D 이상 4D 이하가 되는 구간은 가능 범위로 정의될 수 있다. 또한, 스크류의 최대 전진 가능 위치(0)와 계량 거리(스크류의 실제 전진 위치)의 차이가 1D 이상 3D 이하가 되는 구간은 추천 범위로 정의될 수 있다. 스크류 제어부는 사출 성형 기기의 특성에 따라 적절한 k를 미리 설정하고, 스크류의 최대 전진 가능 위치(0)와 계량 거리의 차이가 k×D 이상 3×k×D 이하의 범위 밖에 존재하면 사용자에게 사출 기기의 스크류의 교체를 제안할 수 있다. 이를테면, 스크류 제어부는 해당 크기와 범위의 비교를 통해 스크류 직경의 증가 또는 감소를 직접적으로 사용자에게 제안할 수 있다.

도 4는 본 실시 예에 따른 컴퓨팅 장치의 예시적인 화면을 도시한다. 도 4를 참조하면, 컴퓨팅 장치가 제공하는 예시적인 화면이 도시된다. 제1 그래픽 오브젝트(410)를 통해 사용자는 원재료 정보를 입력할 수 있다. 구체적으로, 사용자가는 직접 사용할 원재료를 대문자로 입력하면, 컴퓨팅 장치가 자동으로 원재료 종류별 배출률에 따라 배출률을 자동으로 표기하고, 원재료에 대응하는 실린더 노즐온도를 자동으로 출력할 수 있다.

제2 그래픽 오브젝트(410)를 통해 사용자는 사출 대상이 되는 제품 정보를 입력할 수 있다. 해당 프로그램 동작을 위해 사용자는 제품 부피(용적)과 무게(중량) 중 한 가지 정보만을 입력하면 되고, 선택적으로 제품 형상에 따라 정의되는 형상지수를 입력할 수도 있다. 제품 정보에는 제품 용적, 러너 용적, 일반(평균) 살 두께, 최대 살 두께, 게이트 크기(두께), 제품 무게, 러너 무게 등이 입력될 수 있다.

제3 그래픽 오브젝트(430)를 통해 사용자는 이용할 예정인 사출 기기의 모델 정보를 입력할 수 있다. 해당 모델 정보를 입력하면, 스크류 직경, 스크류 단면적 등을 포함하는 기본 정보들을 컴퓨팅 장치를 통해 함께 출력될 수 있다.

제4 그래픽 오브젝트(440)는 본 실시 예에 다른 컴퓨팅 장치가 출력하는 성형 조건표를 나타낸다. 제4 그래픽 오브젝트(440)는 성형 조건표로서 실린더 온도, 사출, 보압, 계량, 시간, 이젝터 등의 절차에 연관되는 상세 정보들이 함께 도시된다. 종래에는 사출 성형 기술자가 성형 조건을 설정하는 과정에서 원재료, 금형, 사출 성형기 등의 자료를 찾아가며 성형 조건을 스스로 계산해야 하므로 산출이 어려우며, 그 결과의 정확도를 보장할 수 없다는 한계가 존재했다. 본 실시 예에 따르는 컴퓨팅 장치는 원재료, 금형, 사출성형기의 기본적인 내용을 입력하면 적용된 표와 산출식에 의해 자동으로 계산하고 성형조건을 산출하여 사용자의 편리성을 극대화하면서 정확한 성형 조건을 도출하는 효과를 제공할 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims

빅데이터에 기반하여 제품의 형상지수에 따라 냉각 기간을 제어하는 사출 성형 장치.