핀 운동 시뮬레이션에 필요한 모델을 신속하게 준비하는 방법

플라스틱 사출 성형에서 밸브 게이트 제어는 냉각 시간을 단축시키고 멜트 주변 표면의 품질을 향상시킬 수 있어 자주 활용되는 기술이다. 순차적 주입 제어와 함께 활용될 경우, 성형 압력 분포와 성형 품질 개선하는 데 큰 도움을 준다. 밸브 게이트와 그 핀의 제어가 성형 결과에 미치는 영향은 매우 광범위하고 복잡한데, CAE 시뮬레이션 도구를 사용할 경우 제품 개발 초기 단계에서 런너의 위치를 결정하고 성형 파라미터를 최적화하는 데 큰 도움을 받을 수 있다.

Moldex3D의 분석 기능은 간단한 밸브 게이트 제어, 핀 운동의 상세한 시뮬레이션 등을 모두 지원한다. 반면, 간단한 분석 모델을 통해서는 사용자가 원하는 상세한 유동 행위 및 그 영향을 확인할 수 없는 경우가 있다. 또한 핀 운동 시뮬레이션 모델을 생성하는데 더욱 많은 시간과 비용이 필요할 수도 있다. 모델 생성에 필요한 시간과 노력을 줄이고 합리적인 분석 결과를 얻기 위해 Moldex3D는 빠른 모델 생성 기능을 지원함으로써 핀 운동 시뮬레이션에 필요한 모든 솔리드 메쉬를 반자동으로 생성할 수 있는 환경을 제공한다.

핀 운동 시뮬레이션에 필요한 모델 자동 생성 기능

1단계 옵션에서 Generate stroke and pin solid mesh for valve pin movement simulation을 선택한다.

Note: 본문은 Designer-Project를 예시로 사용했으며, Studio 인터페이스와 다소 차이가 있을 수 있다.

핀 및 핀 스트로크 솔리드 메쉬 자동 생성 기능 사용

2단계 모델을 소프트웨어에 생성하는 2단계에서는 라인을 사용해 핫 런너의 배치를 설계한다. (스케치 또는 라인을 그린 후 속성 부여). 단, 아래 조건을 충족해야 한다:

1. 핫 런너의 팁은 반드시 부품 또는 동일선상의 런너와 연결되어야 한다.
2. 엔드 포인트(부품 연결부)에는 최소한 핫 런너 제어 ID가 있어야 한다.
3. 서로 다른 런너 브랜치가 동일 핫 런너 제어 ID를 공유하는 경우 핀 스트로크의 간격 역시 동일해야 한다.
4. 핫 런너 팁의 직경 변화 설계는 핀 교차시 발생하는 간섭 현상을 피해야 한다.
5. 핫 런너 팁에는 하나의 위치만이 핫 런너 드롭의 최대 직경과 동일한 크기를 가질 수 있다(핀 사이즈와 동일).
6. 하단에서 상단으로 올라가는 동안 핫 런너 팁의 내부 직경은 동일하게 유지 또는 증가만 가능하다.
7. 하단에서 상단으로 올라가는 동안 핫 런너 드롭의 내부 직경은 동일하게 유지 또는 증가만 가능하다.
8. 모든 구간의 핫 런너 드롭은 동일선상에 있거나 고리 모양으로 구성되어야 한다.
9. 핫 런너 드롭의 기타 위치에 핫 런너 제어 ID가 설치된 경우, 그 설정은 핫 런너 팁과 동일하거나 지속적이어야 한다.
10. 핫 런너 드롭 상단과 연결되는 런너의 단면은 원형이어야 한다.

핀 운동 시뮬레이션 모델의 자동 생성 요건

3단계 캐비티 내부 또는 냉각 시스템 등 분석에 필요한 기타 모델 설정을 완료한 후, 소프트웨어 속 4단계(또는 Studio의 메쉬 태그)에서 생성을 클릭해 BLM 페이지를 연다. 다시 생성을 클릭해 솔리드 메쉬를 생성할 수 있다.

참고：핀(핫 런너 금속) 및 그 핀 스트로크는 솔리드 메쉬에서 자동으로 생성하므로, 핀 관련 요소를 생성할 필요가 없다.

핀 운동 시뮬레이션을 포함하는 솔리드 메쉬 생성

4단계 솔리드 모델을 MFE 파일 포맷으로 Project(Studio 사용 시에는 바로 최종 검사를 클릭)에 출력한다. 추후 프로젝트 및 핀 운동 파라미터를 설정해 유동 충진 분석을 진행할 수도 있다. 아래 그림은 핀 운동을 고려한 유동 선단 시간 결과이다.

프로젝트 및 핀 운동 생성 후 분석을 진행한 유동 선단 시간 결과