Gas 주입 위치 : Gas는 사출기 노즐엘 통하여 주입하는 방법과 러너 또는 제품에 직접 Gas inlet를 설치하여 주입하는 방법이 있다. (1) 노즐을 통하여 주입하는 방법 : 수지의 충전이 끝난 직후에 동일한 노즐을 통하여 Gas를 주입하는 방법이다. 장점으로는 금형의 특별한 수정을 요구하지 않는다는 것이다. 그러나 멀티 캐비티 금형에서는 불균일 충전을 유발하기 때문에 사용할 수 없고 또한 핫 러너를 통해서는 Gas 주입을 할 수 없으므로 사용할 수 없다는 단점들이 있다. (2) 러너 또는 제품에 직접 주입하는 경우 : 수지의 충전이 끝난 직후에 Gas inlet을 통하여 금형의 여러 위치에서 직접 주입하는 방법이다. 장점으로는 사출 성형기 종류에 상관없이 동일한 Gas 장비를 사용할 수 있으며, 핫 러너 금형에도 사용할 수 있으며, 또한 Gas inlet 마다 다른 설정으로 Gas를 주입할 수 있다는 것이다. 유일한 단점은 금형 가공비의 상승이다.
Gas 주입 제어 방법 : Gas 제어 장치에 의하여 가압된 가스 (일반적으로 질소)를 수지로 공급하는 방법에는 일정 볼륨 제어 방법(constant volume process)과 일정 압력 제어 방법 (constant pressure process)으로 구분된다. (1) Constant volume process : 실린더에 가압된 일정량의 가스 볼륨을 피스톤을 이용하여 금형 속으로 주입되는 방법이다. 보압 구간에서 가스의 압력은 주입된 가스가 수지 내료 확산됨에 따라 점차 낮아진다. 가스 주입이 끝나면 수지의 냉각 동안 압력이 가해지도록 일정 시간 동안 유지한다. (2) Constant pressure process : 가스를 보압과 같이 압력 제어 방식으로 금형 속으로 주입하는 방법이다. 가스와 수지 유동 선단의 이동은 주입된 압력에 의하여 결정되므로 constant volume control 방법에 비하여 공정상의 가스 제어가 용이하여 많이 사용되는 방법이다. 주입되는 가스는 보압 설정과 같이 계단식 또는 선형적으로 제어될 수 있다.
Overflow Well 이란 : Overflow well은 가스 주입에 따른 잉여 수지가 많이 발생하는 경우에 이러한 여분의 수지를 금형 밖으로 밀어내기 위한 2차적 캐비티이다. 따라서 Overflow well은 가스의 침투를 용이하게 하며, 가스의 침투 방향에 영향을 미친다. 또한 Overflow well과 제품 캐비티가 연결되는 부분은 밸브를 설치하여 제어를 하여야 한다. 수지를 충전하는 동안은 밸브를 닫고, 가스를 주입하는 동안은 밸브를 열어 여분의 수지가 Overflow well로 흘러갈 수 있게 한다.
Overflow Well 속성 지정 : Overflow well은 전체를 3D 또는 3D + Beam으로 설계 가능하다. Overflow well이 3D인 경우에는 전체를 선택하고 속성을 "Overflow well (3D)"로 변경한다. 또한 "Valve Control" 탭에서 "Select"를 이용하여 밸브 컨트롤러를 선택하고 밸브의 "Open"과 "Close"의 시간 설정을 한다. 이러한 밸브 설정은 전체 Overflow well 3D mesh 중에서 제품 3D mesh와 접하는 부분만 제어한다.
GIM을 위한 3D Mesh : GIM 해석에서는 3D mesh 생성 시에 일반적인 성형 해석에 비하여 두께 방향으로 보다 미세한 요소의 생성이 요구된다. 이것은 수지 충전 이후에 가스에 의하여 중공의 크기를 정확히 예측하기 위함이다. 따라서 3D mesh를 미세하게 생성함과 동시에 3D mesh 생성 시의 layer 수를 최소한 8 이상으로 이정하는 것이 유리하다. 또한 Bias 옵션을 사용하여 제품 표면보다는 제품 중앙에 미세한 mesh가 만들어지도록 1 이하의 값을 지정하는 것도 도움이 된다.
해석의 절차. (1) 2D mesh 생성 : 제품 중앙에 가스 주입에 의하여 형성되는 중공을 정확히 예측하기 위해서는 조밀한 3D mesh가 필요하고, 이러한 3D mesh를 위해서는 우선 2D mesh의 에지 길이를 적절히 조절할 필요가 있다. 또한 필요한 경우 러너 설계는 2D mesh 생성 후에 beam mesh로 설계하고, injection location도 설정한다.
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