KITECH 생산기술 전문지

블로우 성형은 플라스틱 사출 성형된 프리폼을 목표 온도로 가열하여 금형 내에서 공기를 주입하여 성형하는 공법이다. 1-Stage 블로우 성형은 사출 성형과 블로우 성형이 하나의 장비에서 이루어지는 공정을 말하며 프리폼의 외관 손상이 없어 주로 화장품 용기와 같이 광택 외관이 중요한 제품 생산에 적합하다. 사출 성형 공정에서 프리폼을 완전히 냉각하지 않고 잔여 열을 이용하여 블로우 성형하기 때문에 재가열이 필요 없어 에너지 절약에 유리하지만 제품의 품질을 프리폼 형상에 의존하게 되는 특성이 있다. 제조 현장에서는 아직까지 프리폼 설계를 경험자의 노하우에 의존하고 있어 설계에 대한 디지털 전환이 시급한 상황이다. 본 논문에서는 블로우 성형 시뮬레이션을 이용하여 프리폼 설계를 최적화하는 기법에 대해 고찰하였다. 설계 대상은 열가소성수지인 PET 소재로 용량 500mL의 사각병이다. 목표 무게를 만족해야 하며 블로우 성형 후 제품의 두께가 균일하도록 최적설계하였다. ANSYS Polyflow와 Parameter 자동화 기능을 통해 제품과 프리폼 형상이 자동으로 수정되어 성형해석되도록 프로그래밍하였다. 프리폼의 설계변수는 제품 무게와 두께 균일도에 가장 영향을 크게 미치는 3개를 선정하여 프리폼의 무게와 블로우 성형물 벽 두께 편차를 최소화하는 설계 치수를 예측하였다.

키워드 최적설계, 반응표면법, 프리폼 설계, 1-Stage 블로우 성형, 블로우 시뮬레이션