Acer 사 Moldex3D DOE를 활용한 고품질 표면 마감
- moldex3d
- 6월 17일
- 2분 분량
안녕하세요.
이티에스소프트입니다.
오늘 소개해드릴 성공 사례는
Moldex3D DOE를 활용한 고품질 표면 마감
입니다.
아래 내용 확인해보시죠!
개요
가볍고 얇은 태블릿을 선호하는 추세에 맞춰, 제품 강도와 강성을 유지하며 무게를 줄이기 위해서는 섬유 강화 재료(PC+GF)와 적절한 제품 설계가 필요합니다. 태블릿 제작 과정에서 사용되는 IMR(In-mold Roller) 공정은 잉크 번짐 및 응력 마크와 같은 결함이 발생하기 쉽습니다. Acer는 이러한 문제를 해결하고 최적의 게이트 설계 및 공정 조건을 달성하기 위해 Moldex3D DOE(Design of Experiment) 해석을 사용했습니다.
도전 과제
얇은 제품에서의 잉크 번짐(Fig.1)
게이트 주변의 Stress Marks
엄격한 두께 기준(0.8mm 미만)
솔루션
Moldex3D DOE를 사용하여 게이트 설계와 공정 조건 최적화
효과
전단 응력 감소 및 잉크 번짐 방지를 위한 최적 게이트 종류 파악 가능
Wall 두께 48% 감소
제품 무게 40% 감소
사례 연구
이 사례의 주요 목표는 얇은 태블릿에서 발생하는 잉크 번짐과 응력 마크 문제를 해결하는 것입니다. Moldex3D를 통해 Acer는 기존 설계에서 높은 전단 응력이 발생함을 확인했습니다(Fig 3).
Acer는 게이트에 11개의 센서 노드를 배치하고(Fig.3), Moldex3D 유동 해석을 실행하여 센서의 전단율을 확인한 뒤 실험 결과와 비교했습니다. 그 결과, 문제가 발생하는 영역에서 더 높은 전단율이 나타나는 것을 확인했습니다. 이는 전단율 해석 결과가 잉크 번짐을 최소화하는 데 중요한 지표가 됨을 보여줍니다.
게이트 및 금형 캐비티에 발생하는 전단 응력을 줄이기 위해, Acer는 다양한 치수와 위치를 가진 7가지 게이트를 사용하여 Moldex3D 유동 해석을 진행했습니다. 그리고 각 전단율을 비교하여 그 중 4가지를 최적의 공정 조건으로 선정했습니다.
Acer는 선정된 4가지 설계에서 서로 다른 종류의 메쉬와 게이트를 분석하기 위해 Moldex3D DOE 해석을 진행했습니다. 이때 충전 과정에서 발생하는 전단율과 스프루 압력을 최소화하는 것을 목표로 설정했고, 다구치 기법에 따라 4가지 제어 요소와 4가지 레벨을 선택하여 Signal/Noise (S/N) 비 분석을 진행했습니다(Table 1).
Fig. 4와 Fig. 5의 시뮬레이션 결과에 따르면, S/N 비는 금형 온도와 유량이 잉크 번짐 문제를 유발하는 주요 원인임을 나타냅니다.
Moldex3D Expert 기능을 통해 최적의 공정 조건을 갖는 최적의 시뮬레이션을 확인할 수 있었습니다(Fig. 6). 시뮬레이션을 비교한 결과, Acer는 최악의 조건 시뮬레이션에서는 게이트 영역의 전단율 곡선이 매우 가파른 반면, 최적의 조건 시뮬레이션에서는 곡선이 비교적 완만하다는 것을 확인했습니다(Fig. 7). 이러한 분석 결과를 바탕으로, Acer는 게이트 설계를 변경하여 잉크 번짐 문제를 성공적으로 해결했습니다(Fig. 8).
결과
Moldex3D의 Virtual Molding 기술을 통해 Acer는 최적의 금형 설계를 짧은 시간 안에 도출할 수 있었습니다. 태블릿 베이스 케이스의 두께는 1.3~1.55mm에서 0.8~0.95mm로 감소했고, 제품 무게는 24%~40% 감소했으며, 제품 두께는 26.9%~48.4% 감소했습니다. 결론적으로 Moldex3D를 통해 Acer는 비용을 절감하고 경쟁 우위를 확보할 수 있었습니다.
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