선형 열선절단기를 이용한 발포폴리스티렌 폼 판재 절단시 일반 절단경사각이 제품 정밀도에 미치는 영향에 관한 연구 = Investigation into the effect of the cutting angle on the dimensional accuracy in case of generally-sloped cutting for linear hotwire cutting of EPS foam

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 EPS 폼의 일반 경사 열선절단시 절단경사각이 제품 정밀도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. EPS 폼의 일반 경사 열선절단시 EPS 폼 내부 온도분포가 제품정밀도에 매우 큰 영향을 미침으로 일반 경사 열원 모델과 완전 경사 적응형 유한요소격자를 이용한 비정상상태 3차원 열전달해석을 수행하였다. 해석 결과 열선절단기 운영조건내에서 EPS 폼의 일반 경사 열선절단시 x 축 절단경사각, 즉 회전축이 열선 절단 방향과 일치하는 경사각, 이 절단폭과 모서리 용융길이 미치는 영향은 각각 0.03 ㎜ 와 0.01 ㎜ 이하였다. EPS 폼의 일반 경사 열선절단시 절단 경사각이 제품 정밀도에 미치는 영향을 실험적으로 분석/고찰하기 위하여 일반경사 절단 실험을 수행하였다. 실험 결과는 해석결과와 매우 잘 일치 하였으며, x축 절단경사각이 제품정밀도에 미치는 영향은 매우 작았다. 이 결과로부터 제안된 유한요소해석 모델의 타당성을 입증하였다. 또한, EPS 폼의 일반 경사 열선절단시 y축 절단경사각에 비하여 x축 절단경사각이 제품 정밀도에 미치는 영향이 매우 미미함을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In the present study, the influence of cutting angle on the dimensional accuracy, such as kerfwidth and the part quality. in hotwire cutting of EPS foam for the case of generally-sloped cutting with two cutting angles is investigated. Transient heat transfer analysis using a generally-sloped heat faux model arid a fully conformed mesh structure is carried out to estimate an accurate temperature field in the EPS foam. From the results of the analysis. it has heen shown that the influence of cutting angle about the x-axis in which the rotational axis is normal to hotwire cutting direction on kerfwidth and the melted length in the edge is less than 0.03 rnm and 0.01 mm in the operating range of the hotwire cutter, respectively. In order t o experimentally investigate the influence of cutting angle for generally-sloped cutting on the kerfwidth and the part quality of the cut part, inclined cutting tests with two cutting angles are carried out. Through a comparison of the computed results with the experimental results. the proposed numerical method of analysis is verified. Based on these results, it has been shown that the influence of cutting angle about the y-axis in which the rotational axis is normal with hotwire cutting direction is appreciably negligible in comparison with that of cutting angle about the x-axis.