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CAE

CAE-사출성형해석(Moldflow)23

by 뭉형 2022. 5. 28.

- Local heat transfer coefficients : 코어와 금형이 접하는 계면에서의 열전도 계수를 정의하기 위한 옵션이다. 여기서 제품과 접하는 부분은 예외이다.

- Mold surface temperature : 코어의 금형 온도를 지정한다. 일반적으로 전체 공정 조건 설정에서 사용하는 온도와 일치하므로 "Use mold surface temperature in process settings"를 선택한다.

코어는 금형과 다르게 열적뿐만 아니라 구조적으로 해석 결과에 영향을 미치기 때문에 코어의 기계적 물성이 요구된다. 기본적으로 AMI에서는 수지 물성 DB와 금형 물성 DB를 가지고 있으므로 이것을 이용하여 코어와 제품 인서트 물성으로 사용할 수 있다. 또한 DB에 존재하지 않는 재질을 코어 또는 인서트로 사용할 경우에는 "New Database" 도구를 이용하여 사용자 물성을 생성할 수도 있다.

코어의 구속 설정 : 구속 설정을 위하여 고속 되어야 하는 Node들을 먼저 선택하고, "Fixed Contraint"로 지정한 다음 "Use constraint in" 옵션을 "Core-shift Analysis"로 지정한다. 그러면 선택된 Node들에 구속 마크가 생성된다.

<< Analysis → Set constraints → Fixed constraints >>

제품 모델과 인서트 모델 결합 : 제품 2D 또는 3D 모델을 열고 "Add" 명령어를 이용하여 저장된 3D 코어 모델의 .sdy 파일을 불러드리면 완성된 해석 모델이 만들어진다. 나머지 해석 입력 조건들은 일반적인 3D 해석과 동일하지만 추가적인 코어 변형 해석을 위한 옵션들을 설정하여야 한다.

- Perform core shift analysis : 항상 "On" 상태이며, 해석 모델에 코어가 존재하고 구속이 설정되어 있으면 코어 변형 해석이 진행된다.

- Frequency of core shift analysis : 코어 변형 해석의 빈도를 결정한다. 볼륨과 시간으로 설정 가능하다.

- Analyze core using : 코어의 4-node 3D mesh를 10-node로 mesh로 업그레이드할 것인가에 대한 옵션이다. 10-node로 업그레이드하는 것이 더 정확한 결과를 제공한다.

- Perform core shift analysis during pressure iteration : 코어의 변형은 수지의 점성 저항에 영향을 받는다. 따라서 수지의 점성 저항을 어떤 범위에서 고려할 것인가를 결정한다.

- Surface matching tolerance : 제품 모델 mesh와 코어 모델 mesh 사이에 틈이 존재할 수 있으므로 그 허용범위를 지정한다.

- Percentage frozen layer that make node constrained : 수지가 충분히 고화되면 코어는 수지 점성 저항에 의하여 더 이상 움직일 수 없게 된다. 그것을 결정하기 위한 수지의 고화 정도를 입력한다.

해석 결과 : Core shift 해석을 통하여 코어의 변형량, 제품의 최종 두께, 코어에 가해진 응력 등이 결과로 나타난다. 이러한 결과를 바탕으로 현재의 금형 재질 및 수지가 적합한 것인지, 게이트 위치 및 코어의 형상 및 구속이 적절한 것인지, 마지막으로 성형 공정 조건에 문제가 있는지를 판단할 수 있다.

3D Gas-assisted injection molding 해석 : 제품의 형상의 일부 또는 전체가 두꺼운 경우에 Gas-assisted injection molding(GIM) 공법을 이용하여 가스를 주입하여 제품 중앙에 중공을 형성하면 사이클 단축, 수지 절감, 공정 단축 등의 생산원가 절감 효과를 얻을 수 있다. Gas 성형법은 크게 두 가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 "Short shot" 방법이고, 두 번째는 "Full shot" 방법이다. "Short shot" 방법은 주로 제품의 전체 체적의 일부만 충전하고 가스를 주입하여 이미 충전된 부분의 코어를 밀어서 중공을 만듬과 동시에 나머지 미충전 부분을 충전하는 방법으로써 제품이 전체적으로 두꺼운 경우에 주로 사용 가능하다. "Full shot" 방법은 제품의 전체를 충전하고 가스를 주이하여 중공을 형성하는 방법으로 제품의 두께가 일부 얇은 경우 주로 사용한다. 그러나 "Full shot" 방법에서는 수지 저항에 의하여 가스 압력으로 충분한 중공을 형성할 수 ㅅ없는 경우가 발생하고, 이때는 "Gas Overflow Well" 설계를 통하여 잉여 수지를 제품 밖으로 밀어내어 중공을 형성한다. GIM 해석의 주요한 결과로는 가스 주입에 의해서 형성된 중공의 형상 및 제품의 변형 결과이다.

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