In this study, the impact resistance properties and strain behavior under static compressive load according to the mold temperature (80, 100, 120, 140, and 160^oC) of the PPS/GF 65 wt.% composites applied to the housing part of an electric vehicle film capacitor were quantitatively evaluated using 3D digital image correlation analysis (DIC). The Izod impact strength increased by approximately 30% at 160^oC compared to 80^oC, and the drop-weight impact energy absorption improved by approximately 70% in the range of 80-160^oC. The static compression test on each component was conducted by injection molding the component under mold temperature conditions of 120, 130, and 140^oC. As a result, the 140^oC mold condition showed the highest stiffness, toughness, and energy resistance, with an average maximum load of 28.4 kN and a principal strain of 4.5%. The DIC strain field revealed that strain concentration occurred at the lower left corner of the part during the loading phase prior to fracture initiation. Lower mold temperatures resulted in increased strain deviation and crack propagation variability due to non-uniform heat transfer along the thickness gradient. Accordingly, 140°C was identified as the optimal processing condition for uniform glass fiber orientation, maximizing unit impact resistance and energy absorption.

본 연구에서는 전기차 필름 커패시터 하우징 부품에 적용되는 PPS/GF 65 wt.% 복합재를 사출 성형하여, 금형 온도(80, 100, 120, 140, 160^oC)에 따른 내충격 특성과 정적 압축 하중 하 변형률 거동을 3D 디지털 이미지 상관분석(DIC)으로 정량 평가하였다. Izod 충격강도는 80^oC 대비 160^oC에서 약 30% 증가하였고, drop-weight 충격흡수에너지는 80-160^oC 구간에서 약 70% 향상되었다. 부품 단위 정적 압축 시험은 120, 130, 140^oC 금형 온도 조건으로 부품사출하여 진행하였고, 그 결과, 140^oC 금형 조건에서 평균 최대하중 28.4 kN과 주 변형률 4.5%를 나타내며 가장 높은 강성, 인성 및 에너지 저항성을 보였다. DIC 변형률장은 파괴 개시 이전 하중 단계에서 부품 좌측 하단부에서 변형 집중이 발생하였고, 금형 온도가 낮을수록 두께 구배에 따른 열전달 비균일로 인해 변형률 편차와 크랙 전파 변동성이 증가하였다. 최종적으로 140^oC는 유리섬유 배향의 균일화를 유도하여 부품 단위 충격 저항성과 에너지 흡수 능력을 극대화하는 최적 공정 조건으로 확인되었다.

Keywords: 폴리페닐렌설파이드(Poly(phenylene sulfide)), 복합재료(Composites), 필름커패시터(Film capacitor), 금형온도(Mold temperature), 디지털 이미지 상관법(Digital Image Correlation)