[Tip] Moldex3D 어닐링 시뮬레이션, 뒤틀림 결과에 대한 섬유 배향의 영향 고려 가능

안녕하세요!

이티에스소프트 입니다.

오늘은 Moldex3D에서 사출 성형 해석 시 어닐링 해석을 어떻게 하는지 설명드리겠습니다.

어닐링 단계는 플라스틱 성형 과정 중 일반적인 프로세스입니다.

어닐링 과정은 제품을 일정한 온도까지 가열해서 일정 시간 동안 유지시키면 온도를 서서히 떨어트려 제품을 냉각시키며, 주요 목적은 제품 성형 과정 중 일어나는 잔류 응력을 방출하는데 있습니다.

또 한 편으로는 제품 재료의 전연성과 인성을 높이거나 특수한 미세 구조

를 생성할 수도 있습니다.

Moldex3D Stress 해석을 사용하면 어닐링 과정 중에서 제품의 변형을 관찰할 수 있습니다. 본 어닐링 시뮬레이션은 뒤틀림 결과를 계산하고, 과정 중 여러 단계의 변위량 값, Von Mises 응력, 전단 응력 및 온도 분포를 제공합니다 (그림 1).

그림 1 어닐링 해석 결과 리스트

어닐링 시뮬레이션에서, 제품변형은 섬유배향의 영향을 고려하였으며 이를 통해 보다 정확하게 뒤틀림 결과를 예측할 수 있습니다.

섬유 배향을 고려하는 어닐링 시뮬레이션 설정 단계

step 1 ： 섬유 재료를 확인하는 프로그램 중 Computation Parameter의 “유동/압력” 페이지에서 “섬유배향분석” 고려가 활성화 됐는지 확인하고, “” 페이지에서 확장 솔버 또는 표준 솔버 사용에 상관없이 “섬유배향방향고려계산”이 자동 활성화되는지 확인합니다.

2. 섬유 재료의 Parameter 설정에서 섬유 배향 계산을 체크

step 2 ：기본마이크로공학모델은Mori-Tanaka모델이며, 사용자는필요에따라기타모델로변경할수있습니다. 어닐링시뮬레이션의마이크로공학모델은 “뒤틀림변형” 페이지에서 설정되고, Log파일에서시뮬레이션모드를확인할수있습니다.

그림 3. Moldex3D는 현재 3가지 마이크로 공학 모델을 제공함

step 3 ： “응력” 페이지에서 분석 방식을 “어닐링유형”으로 선택한 후, 표준 분석 시퀀스(CFPCW)의 시뮬레이션에서 응력 Stress-S 분석을 완료합니다.

그림 4. 어닐링 유형 및 boundary condition 설정과 stress 분석 실행

주의： 사용자는 Log파일(*.lgs)을 다시 확인할 수 있고, 그중 마이크로 공학 시뮬레이션 유형의 기록은 뒤틀림 시뮬레이션과 동기화됩니다(*.lgw).

그림 5. stress log 파일 내에 어닐링 분석에 영향을 미치는 관련 정보가 기록됨.

사례 분석

각각 섬유 배향 효과 및 무질서 섬유 배향의 영향을 고려한 게이트 방식이 서로 다른 두 개의 lithographic 플레이트를 비교합니다. 사용자는 어닐링 시뮬레이션 종료 시에(EOA) 표 1과 같이 Z방향의 변위 결과를 얻을 수 있습니다. 핀 게이트 결과에서 볼 수 있듯 섬유 배향을 고려하지 않거나 섬유 배향을 고려한 변형량 및 추세는 다르며, 사이드 게이트의 플레이트에서도 동일한 현상이 나타납니다.

표 1 각각 섬유 배향을 고려하거나 섬유 배향(무질서 배향)의 영향을 고려하지 않은 게이트 방식이 서로 다른 두 개의 플레이트 비교

그림 6은 빨간색 화살표 방향을 따라 노드와 위치를 측정한 것으로, 변형 결과를 통해 어닐링 과정 중 섬유 배향 영향의 고려 유무가 마지막 총 변형량에 분명한 영향이 있다는 것을 보여줍니다.

그림 6. 지정 경로를 따라 어닐링을 감지한 후, Z방향의 변위량