CAE 해석 기반 형상 적응형 냉각 시스템을 통한 사이클 타임 33% 단축

안녕하세요.

이티에스소프트입니다.

오늘 소개해드릴 성공 사례는

CAE 해석 기반 형상 적응형 냉각 시스템을 통한 사이클 타임 33% 단축

입니다.

아래 내용 확인해보시죠!

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개요

USB 저장장치의 외장 케이스 내부는 열이 쉽게 빠져나가지 않는 구조로 되어 있어, 제품 내부와 외부 간의 온도 차이가 크게 발생합니다. 이로 인해 제품이 뒤틀리는 문제가 발생하며, 생산 효율이 떨어지는 원인이 됩니다. 생산 수율을 높이기 위해서는 효과적이지만 비용이 많이 드는 형상 적응형 냉각 시스템이 필요합니다. Zing Chuan은 실제 금형을 제작하기 전에 Moldex3D의 도움을 받아 적절한 형상 적응형 냉각 시스템을 설계하였고, 이를 통해 생산 리스크와 비용을 줄일 수 있었습니다. 해석을 통해 새롭게 설계된 냉각 시스템에서는 축적된 열을 효율적으로 분산시킬 수 있었습니다. 결과적으로 냉각 시간이 단축되었고 제품의 변형 문제가 개선되었습니다.

이미지 출처: Zing Chuan Industry Co., Ltd

도전 과제

• 내부에 축적된 열로 인해 발생한 큰 제품 변형

• 형상 적응형 냉각 시스템의 효과에 대한 불확실성

솔루션

Moldex3D eDesign을 활용하여 사출 과정에서의 형상 적응형 냉각 시스템 효과를 분석하고, 제품 변형과 냉각 시간을 성공적으로 줄임으로써 생산량을 향상시킵니다.

효과

• 뒤틀림 개선

• 전체 사이클 타임 33% 단축

• 제품 생산량 1.5배 증가

사례 연구

Zing Chuan은 생산 수율 향상을 목표로 제품 내부의 열 축적 문제를 해결하기 위해 형상 적응형 냉각 시스템을 도입했습니다. Moldex3D의 도움을 받아 적합한 냉각 시스템을 설계하고 선행 해석을 수행했습니다.

Moldex3D 시뮬레이션을 통해 기존 냉각 시스템의 열 축적 현상과 이에 따른 제품 변형 가능성이 확인되었습니다(그림 1). 이를 개선하고자 컨포멀 냉각 시스템의 성능을 분석한 결과, 빠른 냉각이 가능한 것으로 확인되었습니다(그림 2).

그림 1. 기존 냉각 시스템에 따른 매우 높은 코어 측 온도

그림 2. 형상 적응형 냉각 시스템 적용에 따른 49% 온도 감소 효과

기존 냉각 시스템에서는 12~15초 구간 동안의 코어 측 온도가 100°C로 유지됩니다. 형상 적응형 냉각 시스템을 적용하면, 온도가 5초 이내로 70°C까지 감소할 수 있고 변형 또한 개선 가능합니다(그림 3).

그림 3. 컨포멀 냉각 시스템 도입으로 인한 뒤틀림 현상 개선

그 결과, 형상 적응형 냉각 시스템(그림 4)의 냉각 시간은 성형 공정을 17~18초에서 7초로 단축하는 데 성공하였습니다. 결과적으로 사이클 타임은 기존의 1/3 수준으로 감소하였습니다.

그림 4. 컨포멀 냉각 채널 금형

결과

Moldex3D는 새로운 냉각 시스템의 성능을 예측할 수 있는 기능을 제공하며, 실제 금형 제작에 대한 높은 신뢰성과 생산성을 높이기 위한 최적의 냉각 시간을 신속하게 도출할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.