Analysis of Pressure Stability and Clamp Force Control in Injection Molding of Small Rectangular Cover Products with Varying Gate and Runner Designs

본 연구는 사출성형 공정에서 게이트 구조의 설계 변화가 압력 안정성과 금형 하중(Clamp Force)에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위해 수행되었다. 제품 품질 및 금형 수명에 영향을 주는 주요 변수인 V/P 전환 압력, 성형 압력 분포, Ram 속도, 금형 클램프 하중을 중심으로 총 네 가지 게이트 및 러너 구조를 비교하였다. 해석은 PC를 사용하여 동일한 성형 조건 하에서 수행되었으며, CAE 시뮬레이션을 통해 각 항목별 시계열 변화와 최대값, 안정성 지표를 도출하였다. 그 결과, 터널 게이트에 콜드 슬러그 웰이 추가된 형상 조건은 가장 낮은 V/P 전환 압력(48.80 MPa), 균일한 성형 압력 분포(최대 67.09 MPa), 안정적인 Ram 속도 곡선, 그리고 균등하게 분포된 최대 Clamp Force(7.2 tons)를 기록하였다. 반면, 사이드 게이트 구조를 채택한 조건에서는 상대적으로 높은 압력과 불균형한 유동 특성을 나타내었다. 본 연구는 게이트 설계의 물리적 변화가 성형 안정성과 기계적 하중 제어에 실질적인 영향을 줄 수 있음을 입증하였으며, 향후 고정밀 사출성형 금형 설계의 유효한 해석 기반 자료로 활용될 수 있을 것이다.