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잔류응력 측정 · 플라스틱 · 화장품 용기

플라스틱 잔류응력 측정
화장품 용기 잔류응력 분석 사례

SAN 82TR 화장품 용기 3품목의 바닥면 게이트부를 홀드릴링으로 측정하고, 사출 조건·항온 테스트 이력·냉각 조건에 따른 잔류응력 차이를 편광 필터 관찰 데이터와 함께 비교한 분석 사례입니다.

3품목 · 1포인트
SAN 82TR 화장품 용기
바닥면 게이트부 측정
조건별 비교
사출 조건 · 항온 테스트
· 자연 냉각 조건
편광 필터 비교
편광 필터 응력 분포와
홀드릴링 수치 비교

분석 개요

사출 성형품은 냉각 과정의 속도 차이 때문에 내부에 잔류응력이 남기 쉽고, 특히 수지가 유입되고 보압이 가해지는 게이트부는 사출 조건의 영향이 크게 나타나는 부위입니다. 이번 사례는 SAN 82TR 소재의 투명 화장품 용기를 대상으로, 사출 조건과 후처리 이력이 다른 3품목의 바닥면 게이트부에 각각 로제트를 부착해 홀드릴링으로 측정했습니다.

품목사출 조건후처리 이력측정 위치
A사출 조건 ① (보압 조건 상이)항온 테스트 샘플바닥면 게이트부 1포인트
B사출 조건 ②항온 테스트 샘플바닥면 게이트부 1포인트
C사출 조건 ② (B와 동일)자연 냉각 샘플바닥면 게이트부 1포인트

※ 사출업체와 구체적인 공정 수치는 게재하지 않고, 조건의 상대적 차이만 표기했습니다.

화장품 용기 바닥면 게이트부에 부착한 스트레인게이지 로제트
용기 바닥면 게이트부 로제트 부착
로제트와 리드선을 연결한 화장품 용기 시편
품목별 로제트 부착 시편

조건별 비교 구성

세 품목을 아래와 같이 조합해 비교하면 사출 조건과 후처리 이력 각각의 영향을 분리해서 볼 수 있습니다.

비교 조합달라진 조건확인하려는 내용
A ↔ B사출 조건(보압 조건)보압 조건 차이가 게이트부 잔류응력에 미치는 영향
B ↔ C항온 테스트 이력 / 냉각 조건환경 시험 이력 유무에 따른 잔류응력 변화
A ↔ C사출 조건 + 후처리 이력두 가지 조건이 함께 달라졌을 때의 전체 차이

계측 절차

품목마다 같은 위치, 같은 방법으로 측정해야 조건 간 비교가 의미를 가집니다. 로제트를 부착한 뒤 용기를 고정하고 홀드릴링 장비로 단계별 변형률을 기록했습니다.

01
시편·측정 위치 확인
3품목 용기의 바닥면 게이트부를 측정 위치로 선정
02
표면 준비
측정 부위 표면 정리, 게이트부 형상 확인
03
로제트 부착
품목별로 로제트 부착, 리드선 연결, A·B·C 구분 표시
04
시편 고정
용기 형상에 맞게 안정적으로 고정
05
홀드릴링 가공
SINT MTS3000 고분자 모드로 단계별 가공, 변형률 기록
06
해석·비교
품목별 잔류응력 산출 후 조건별, 편광 데이터와 비교
화장품 용기 위에 설치한 홀드릴링 장비
홀드릴링 장비 설치
용기 로제트 위에 맞춘 드릴 헤드
로제트 중심 정렬
홀드릴링 장비와 용기 시편
용기 시편 측정 구성
노트북과 연결한 홀드릴링 측정 구성
데이터 수집 구성

편광 필터 데이터와의 비교

투명 성형품은 편광 필터로 보면 응력이 걸린 부위가 색 줄무늬로 나타납니다. 이번 사례에서도 3품목의 편광 필터 관찰 이미지가 있었고, 이 분포를 홀드릴링 수치와 함께 비교했습니다. 편광 필터는 전체 분포를, 홀드릴링은 특정 지점의 값을 알려 주기 때문에 서로 보완되는 데이터입니다.

3품목 A, B, C의 편광 필터 관찰 이미지
품목별 편광 필터 관찰 이미지 (A·B·C)
구분편광 필터 관찰홀드릴링 측정
정보응력 분포를 줄무늬(색 무늬)로 표시한 지점의 잔류응력 크기·방향 수치
범위용기 전체를 한눈에 확인지정한 위치(이번 사례는 게이트부)
성격정성적 비교, 응력 집중 부위 탐색정량 값, 조건 간 수치 비교
활용측정 위치 선정, 분포 경향 파악편광 분포 해석의 정량 근거

이렇게 두 데이터를 함께 보면, 편광 줄무늬로 확인한 분포 경향이 실제 잔류응력 값과 어떻게 대응하는지 확인할 수 있고, 조건이 달라진 샘플끼리의 차이를 정성과 정량 양쪽에서 뒷받침할 수 있습니다. 한 번 상관관계를 확인해 두면 이후에는 편광 관찰로 1차 선별하고 필요한 샘플만 홀드릴링으로 정량 측정하는 방식으로 활용할 수도 있습니다.

측정으로 확인할 수 있는 데이터

홀드릴링 측정 결과로 아래 값을 얻을 수 있으며, 사출 조건·냉각 조건·항온 테스트 이력이 다른 샘플끼리 같은 위치에서 비교하는 데 활용합니다.

위치별 주응력 크기(최대·최소) 응력 방향 인장·압축 구분 가공 깊이별 응력 변화 조건별 샘플 간 수치 비교

※ 측정값은 시편 형상과 측정 위치에 따라 달라지므로 비교할 때는 동일 위치, 동일 방법을 유지합니다.

지원 역량 및 서비스 범위

씨앤디테크는 SINT MTS3000 고분자 전용 모드로 플라스틱 성형품의 잔류응력을 측정하며, 시편 형상에 맞는 고정 방법과 측정 위치 선정, 조건별 비교 해석까지 지원합니다.

플라스틱 용기 잔류응력 측정 사출 보압 조건별 비교 항온 테스트 전후 비교 편광 필터 데이터 병행 분석 현장 출장 측정

관련 기술 자료 더 보기:

→ 플라스틱·사출물·복합재료 잔류응력 측정 → 홀드릴링 잔류응력 측정 → 잔류응력이란?

자주 묻는 질문 (FAQ)

플라스틱 용기 잔류응력 분석 관련 질문

가능합니다. 같은 용기, 같은 측정 위치(예: 바닥면 게이트부)를 같은 방법으로 측정하면 사출 조건의 차이가 잔류응력의 크기와 방향에 어떻게 나타나는지 수치로 비교할 수 있습니다. 게이트부는 수지가 유입되고 보압이 가해지는 부위라 조건 차이가 잘 드러나는 위치입니다.
동일한 사출 조건으로 만든 샘플이라도 저온·고온에 노출된 이력이 있으면 잔류응력 상태가 달라질 수 있습니다. 항온 테스트 샘플과 자연 냉각 샘플을 같은 위치에서 측정해 비교하면 환경 시험 이력이 잔류응력에 미치는 영향을 확인할 수 있습니다.
편광 필터는 투명 성형품 전체의 응력 분포를 줄무늬(색 무늬) 형태로 한눈에 보여 주지만 정성적인 비교에 가깝습니다. 홀드릴링은 한 지점의 잔류응력 크기와 방향을 수치로 알려 줍니다. 편광으로 응력이 집중된 부위를 찾고 그 지점을 홀드릴링으로 측정하면 두 데이터를 함께 해석할 수 있습니다.
로제트를 부착할 면과 시편을 안정적으로 고정할 방법이 있으면 가능합니다. 이번 사례는 용기 바닥면 게이트부에 로제트를 부착해 측정했습니다. 용기 크기와 형상을 알려주시면 측정 가능 여부를 안내해 드립니다.
가능합니다. 씨앤디테크의 SINT MTS3000은 고분자 전용 측정 모드를 지원하며, 이번 사례의 SAN을 비롯해 ABS, PC, PP 등 다양한 플라스틱 성형품을 측정합니다.
가능합니다. 시편이 있는 현장에서 홀드릴링 장비로 직접 측정합니다. 시편 소재, 형상, 측정 목적을 알려주시면 일정과 방법을 안내해 드립니다.

플라스틱 잔류응력 측정 문의

시편 소재, 형상, 측정 목적(사출 조건 비교, 후처리 효과 확인 등)을 알려주시면 측정 방법과 일정을 안내해 드립니다. 현장 출장 측정도 지원합니다.

문의하기 → 031-680-1225 wgjeon@cndtec.co.kr