Shear rate, Bulk result는 고화층과 유동층의 계면에서 수지의 흐름에 의하여 발생하는 전단율을 시간에 따라 나타낸다. 전단율의 크기는 수지의 흐름 속도와 제품 두께에 크게 의존한다. 따라서 일반적으로 유동 선단 면적이 좁아서 속도가 가장 빠르고 두께도 얇은 gate에서 전단율이 가장 크다. 그리고 전단율을 두께 방향으로 나타내면 수지의 유동층과 고화층 계면에서 가장 높음을 알 수 있다. 이러한 높은 전단율은 수지를 흐름 방향으로 배향되게 하고, 큰 전단열을 발생시켜 수지의 유동 선단 온도를 상승시킨다. 또한 전단율은 온도와 더불어 수지의 점도에 큰 영향을 미친다. 일반적인 수지의 허용 최대 전단율은 수지 DB에 정의되어 있는데 그 범위가 약 30000~50000 1/s이다. 최대 허용치를 넘게 되면 고분자 체인 파손에 의한 물성 저하가 발생하므로 gate 형식 및 단면적 결정 시 참고하여야 한다.
Shear stress at wall result는 수지의 흐름에 의하여 발생하는 전단응력은 수지의 고화층과 유동층 계면의 값을 시간에 따라 나타낸다. 전단응력은 수지의 전단율과 점도에 비례한다. 즉 전단응력이 가장 큰 부분은 정체현상에 의하여 수지의 유동 선단의 온도가 상당히 낮아진 상태에서 제품의 얇은 부분으로 빠른 속도로 밀려들어 갈 때 가장 크다. 따라서 일반적으로 전단응력이 가장 큰 부분은 gate 최대 허용치를 넘게 되면 수지의 물성 저하가 발생하여 추출과정 또는 사용 중에 작은 충격에 의해서도 크랙이 발생하기 쉽다. 따라서 수지의 유동 선단의 온도가 크게 낮아지지 않도록 제품 두께, 사출조건 또는 gate 위치 선정에 유의하여야 한다.
Time to reach ejection temperature result는 수지의 충전 시작 직후부터 수지가 취출 온도까지 냉각되는데 요구되는 시간을 나타낸다. 여기서 취출 온도는 수지 DB에 정의되어 있는 Ejection Temp.이다. 이 결과는 성형 사이클 시간을 예측하는데 가장 유용한 결과인데, 일반적으로 제품은 80~90%, 러너는 50~60% 냉각이 이루어지면 취출이 가능하다고 한다. 따라서 전체 사이클 시간은 제품과 러너의 추출 가능 시간 중 긴 것과 금형 개폐 시간을 합한 것이 된다. 대부분의 경우 상대적으로 얇은 제품은 빠르게 고화되지만 상대적으로 직경이 큰 러너의 고화 시간은 너무 길어서 사이클 시간이 증가하는 경우가 많다. 따라서 적절한 직경의 cold runner를 사용하여야 하며, 필요시 hot runner로 변경하는 것도 고려하여야 한다. 또한 제품의 특정 영역에서 고화 시간이 너무 길다면 싱크 마크 또는 수축률 편차에 의한 변형 가능성이 크게 되므로 적절한 두께로 설계 변경을 하여야 한다.
Frozen layer fraction result는 시간에 따른 제품 두께 방향의 고화 정도를 나타낸다. 여기서 1의 의미는 두께 방향 100%의 수지가 모두 Transition temperature에 도달하여 고화된 것을 나타내고 0은 그 반대이다. 일반적으로 충전 구간에서는 두께가 얇아서 정체현상이 발생하는 일부 영역을 제외하고는 상당히 고화 정도가 작지만, 보압 구간에서는 수지 흐름에 의한 전단열 발생이 없고 열손실만 존재하므로 고화가 급격히 증가한다. 따라서 충전 과정에서 고화 정도가 크다는 것은 유동 정체에 의하여 유동 선단 온도가 급격히 강하한 부분을 의미한다. 또한 Frozen layer fraction이 영역에 따라 큰 차이를 보이게 되면 수축 편차에 의한 변형이 발생할 가능성이 커진다. 또한 Frozen layer fraction 결과를 XY Plot로 나타내면 시간에 따른 정확한 고화 진행 상황을 알 수 있는데, 특히 보압 시간 설정을 위한 gate 고화 시간, 사이클 시간 판단을 위한 runner와 part의 고화 시간 등의 예측에 사용될 수 있다.
Grow from result는 여러 개의 게이트가 있을 경우 각 gate에 의하여 충전된 영역을 각각 다른 색으로 나타낸다. 이 결과는 수지의 유동이 균형되게 충전되었는가를 판단하는 데 사용된다. 충전 균형이 이루어지지 않으면 사출 압력이 상승하고, 제품 영역에 따라 보압 전달에 큰 차이가 나고 결국 수축률 편차에 의한 변형이 발생할 수 있다. 영역의 크기에 큰 차이가 있다면, gate 위치를 변경하거나 제품 두께를 일부 개선하여야 한다.
댓글