[Tips & Tricks] Moldex3D 실험 설계 기능을 사용한 성형 조건 개선

플라스틱 성형 공정 중 모든 매개변수의 선택은 최종 제품의 품질에 변동을 가져옵니다. Moldex3D Studio의 실험 설계법(DOE)을 활용하면 제품 설계, 재료 선택부터 성형 조건에 이르기까지 각 단계의 변화를 분석하여 품질에 미치는 각각의 조건들을 파악할 수 있습니다.

Moldex3D는 다양한 제어/품질인자를 제공하고, 사출 성형 외에도 칩 캡슐화 등의 플라스틱 성형 공정도 지원합니다. 사용자는 DOE마법사를 활용하는 것 만으로 각 성형 매개변수의 최적화 조합을 예측하여 기존의 시행착오에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있으며, 각 변수로 인한 영향을 명확히 밝힐 수 있습니다.

단계 1. 실험 설계 추가

먼저 DOE 기초 분석 그룹을 생성하고 모델, 재료, 성형 조건, 분석 순서, 계산 매개변수의 설정을 완료한 후, 마우스 우측 버튼으로 그룹 목록을 열고 실험 설계 추가를 클릭하여 DOE 마법사를 시작합니다.

참고 : Moldex3D의 DOE기능이 현재 지원하는 모듈에는 사출 성형, 분말 사출 성형, 칩 캡슐화 공정이 포함됩니다.

단계 2. 분석 순서 설정

DOE마법사는 사용자가 선택한 기초 그룹에 따라 분석 순서의 기본값을 설정하는데, 사용자가 분석의 필요에 따라 조정할 수도 있습니다. DOE방법에서 제어인자의 수량과 그 레벨 범위를 설정하면 시스템이 자동으로 적절한 다구찌 직교배열표를 선택합니다 (여기서는 2단계 레벨의 2개 제어인자용 L4(2³) 직교표임).

단계 3. 품질 및 제어인자

제어인자는 최적화가 필요한 매개변수 설정이고, 레벨은 제어인자의 변화 범위를 결정하며, 최적화 분석의 해상도로 볼 수 있습니다. 이 사례에서는 재료(ABS, PP)와 충전 시간(0.8~1.6초)을 제어인자로 설정합니다.

품질인자가 최적화의 목표로, 이 사례에서는 보압_압력(대상 : 전역, 목표 : 균일) 및 왜곡_총 변위(대상 : 거리, 목표 : 작게)를 품질인자로 설정하는데, 둘의 가중치는 모두 1로 중요성이 동일하다는 의미입니다.

참고 : Moldex3D 2021부터는 메쉬 및 재료를 제어인자의 옵션으로 사용할 수 있습니다. 품질인자 부분에서 왜곡_총 변위는 전역, 진원도, 평탄도 및 거리를 포함하는 다양한 측정 항목을 추가로 지원합니다.

단계 4. DOE그룹 생성

설정이 끝나면, 다음을 클릭하여 DOE테이블을 확인한 후 생성을 클릭하여 실험 그룹 및 최적화 그룹을 생성합니다. 분석을 제출하면 각 그룹의 결과를 얻을 수 있으며, 각 품질인자 목표에 가장 부합되는 설정이 최적화 그룹으로 표시됩니다.

최적화 그룹의 결과 중, 사용자는 DOE결과 항목에서 품질 응답 및 신호 대 잡음비 응답을 확인할 수 있으며, DOE정보를 클릭해 DOE마법사를 열고 모든 설정 조건 및 요약을 표시할 수 있습니다. 사용자는 예측 설정 란에 제어인자의 값을 입력하여 품질을 예측할 수 있습니다.