사출금형 게이트 위치 최적화 효율 95% 향상시키는 방법 (Moldex3D)

웰드라인은 플라스틱 제품에서 흔히 발견되는 표면 결함으로 외관상 좋지 않을 뿐만 아니라 구조적 특성에도 영향을 미친다. 웰드라인은 제품 자체의 외관 설계는 물론 게이트 위치 설계 때문에 발생하기도 한다. 자동차 산업의 경우 제품 특성상 크고 얇은 유량비(L/t Ratio)가 높은 부품이 많으며, 이 때 게이트 설계는 제품 품질을 좌우하는 중요한 요소로 작용한다. 일반적인 시뮬레이션 분석 과정에서는 이러한 자동차 부품의 전처리 시 사용자의 경험을 토대로 게이트 위치를 먼저 선정한 후 충진 분석 컴퓨팅 작업을 진행한다. 대형 부품은 많은 수의 메쉬를 필요로 하기에 컴퓨팅 시간 역시 3시간 이상으로 오래 걸리며, 1차 분석이 완료된 후 웰드라인의 위치 결과를 검사해 설계에 적합한지 확인해야 한다. 결과가 만족스럽지 못한 경우 위 과정을 처음부터 다시 진행해야 하기 때문에 인력과 시간이 매우 많이 소모되는 번거로움을 겪어야 한다. 오늘날 업계가 제품 설계 단계에 소요되는 시간과 비용을 중시하고 이를 절감하기 위해 노력함에 따라, 시뮬레이션 분석 도구 역시 변하고 있다.

Moldex3D는 업계의 이러한 변화에 대응하기 위해 최신 버전 R16에 혁신적인 기능을 대거 추가했다. 우선, 전처리 도구인 Moldex3D Designer의 L/t 사용 프로세스를 개선하고 편리하고 유저에게 친근한 인터페이스를 제공함으로써 사용자가 L/t 결과를 토대로 신속하게 다수의 게이트 설계를 필터링한 후 메쉬를 출력할 수 있도록 개선하였다. 또한 Moldex3D R16에는 빠른 유동 분석(Quick Flow) 기능이 추가되어 사용자가 수 분 내에 충진 분석을 완료하고 웰드라인 분석 결과를 확인할 수 있게 되었다. 이에 따라Designer 전처리 과정 L/t 사용 프로세스 및 빠른 유동 분석 덕분에 사용자는 더욱 빠르고 효율적으로 게이트 위치를 설계할 수 있게 되었으며, 제품 설계에 더욱 엄격한 잣대를 적용하는 업계의 요구에도 대응할 수 있게 되었다.

아래는 자동차 전면 범퍼 예시로, 사용자는 Moldex3D R16을 통해 특정 L/t 값을 보이는 영역을 확인할 수 있게 되었다. 소프트웨어가 서로 다른 고분자류에 적용되는 L/t 범위 정보를 제공해 사용자가 더욱 합리적으로 게이트를 설계할 수 있도록 도와주는 것이다.

빠른 유동 분석 기능을 사용해 각 게이트 설계가 웰드라인에 미치는 영향을 신속하게 확인할 수 있으며 그 과정은 아래 그림과 같다. 게이트가 고정되어 있는 경우 빠른 유동 분석 기능을 사용해 각 밸브 게이트 설정이 웰드라인에 미치는 영향 또한 분석할 수 있다.

아래 그림에서 확인할 수 있듯이 가장 중요한 부분 중 하나인 컴퓨팅 시간과 관련하여 세 가지 유동 분석 옵션 선택 시에는 고급 유동 분석(Enhanced Flow)이 2.6시간이 걸리는 반면, 빠른 유동 분석의 경우에는 단 10분 만에 분석을 완료할 수 있어 95%에 달하는 컴퓨팅 시간을 절감할 수 있다.

위에서 설명한 것처럼, 대형 제품의 게이트 설계 시 Moldex3D R16 전처리 도구 Designer의 새로운 L/t 사용 프로세스와 빠른 유동 분석 기능을 활용해 게이트 위치 설계 작업을 더욱 효율적으로 진행할 수 있다.