[Top Story] 복잡한 구조 모델링 설계를 위한 Moldex3D의 다양한 전처리 기능

안녕하세요.

이티에스소프트입니다.

오늘 소개해드릴 Top Story는

사출 성형 해석에서의

복잡한 구조 모델링 설계를 위한Moldex3D의 다양한 전처리 기능

입니다.

아래 내용 확인해보시죠!

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제조 현장에서 복잡한 형상을 성형 해석하기 위해선 전처리 과정에 많은 시간과 노력을 들여야 합니다. 그 이유에는 크게 3가지가 있습니다.

1. CAD 소프트웨어 간의 호환성 문제: 디자인 공장, 금형 공장, 외주 제조업체, 조립 공장을 거치면서 Geometry파일은 각기 다른 CAD프로그램으로 생성 및 변환됩니다. 이처럼 여러 차례 변환을 거친 데이터는 구조적 결함이 많을 수 있습니다.

2. 메쉬 생성의 어려움: 복잡한 형상은 메쉬 생성 과정에서 날카롭거나 얇은 필렛 요소와 같은 문제를 유발할 수 있습니다. 이러한 메쉬 품질 저하와 성형 해석 오류를 방지를 위해서는 많은 시간과 노력이 필요합니다.

3. 복잡한 런너 및 냉각 채널: 정밀 금형 설계에서는 품질 향상을 위해 복잡한 런너와 냉각 채널을 사용합니다. 이러한 설계는 전처리에서 생성된 빔요소만으로는 해석이 불가능하므로, 실제 복잡한 Geometry모델을 시뮬레이션에 활용해야 합니다.

이에 따라 지금까지 메쉬를 만들기 위해 냉각채널의 유입구와 유출구를 캐비티에 밀착시키거나 Geometry, 메쉬, 냉각 채널 설계를 직접 수정하면서 많은 시간을 들여야만 했습니다.

이처럼 전처리 부담을 줄이기 위해, Moldex3D Studio는 워크플로우를 꾸준히 개선해 왔으며, 제품 형상과 메쉬를 효율적으로 처리할 수 있도록 다양한 전처리 기능들을 지원하고 있습니다.

Geometry Fixing 기능

새로운 Fix Geometry Tab과 Geometry Defect Tree에 있는 수정도구들을 통해 전처리 워크플로우를 간소화할 수 있습니다.

그림 1. 새로운 Geometry 수정 리본, 결함 트리 및 CAD 기능

Auto Sew 및 Sew기능

Moldex3D는 두 가지 Sew도구를 제공합니다.

Auto Sew는 사용자가 정의한 공차값에 따라 전체 영역의 Free edge를 결합하는 도구입니다. 반면, 새로 추가된 Sew기능은 특정 edge를 선택하여 결합할 수 있게 하여, 위치마다 서로 다른 공차를 적용하여 Free edge를 결합할 수 있습니다.

Delete Face 및 Fill Face 기능

낮은 품질의 곡면을 다시 구축하기 위해 Delete Face와 Fill Face기능을 활용할 수 있습니다. Fill Face기능으로 면을 새로 생성할 때는 커브 데이터를 효율적으로 다룰 수 있도록 Extract Edge Curve, Join Curve, Bridge Curve등의 추가 도구를 활용할 수 있습니다. 이를 활용한다면 커브 데이터를 효율적으로 처리하고 곡면을 보다 쉽게 생성할 수 있습니다.

예를 들어 그림2를 보면, 필렛 면에 결함이 있을 때 먼저 해당 면을 삭제할 수 있습니다. 이때 Free edge의 수가 4개를 초과하면, edge curve를 추출하고 이를 하나로 결합한 뒤 두 edge 사이를 브릿지로 연결합니다. 마지막으로 Fill Face기능을 사용하면 자연스러운 곡면을 다시 생성할 수 있습니다.

그림 2. 새로운 CAD 도구들의 활용 예시

Geometry 및 메쉬 결함 탐지 기능

Geometry Defect Tree및 메쉬 Defect Tree내의 새로운 네비게이터(그림 3 좌측)를 사용하면 여러 종류의 결함 사이의 빠른 전환이 가능합니다. 또한, 결함 위치를 확대하여 자세히 확인하는 것이 가능합니다. 복잡한 Geometry구조로 인해 메쉬 요소 수가 많을 때, 이러한 기능들을 사용하면 결함 위치를 빠르게 찾아내고 수정하여 전처리 시간을 단축시킬 수 있습니다.

또한 표면 메쉬 간섭 체크기능이 추가되어 표면 메쉬의 심한 간섭을 오류 표시로 확인할 수 있으며, 솔리드 메쉬를 생성하기 전에 이 간섭을 먼저 확인하고 수정해야 합니다. 그림 3 우측에서 볼 수 있듯이, 금형 플레이트에 냉각 채널을 위한 공간이 없어 심한 간섭이 발생하면 메쉬 Defect Tree에서 표시됩니다.

그림 3. Defect Tree의 메쉬 결함 브라우저 및 간섭 검사 기능

냉각 채널 기능 강화

Moldex3D Studio는 선과 Geometry객체가 혼합된 냉각 채널을 지원합니다. 이를 통해 사용자는 Geometry채널로 복잡한 냉각 채널 설계를 해석하는 동시에, 설계 변경이 잦은 부분은 빔요소를 활용하여 설계 유연성을 높일 수 있습니다. 이에 따라 사용자들은 유입구과 유출구를 캐비티에 밀착되도록 조정하여 금형 베이스 메쉬가 정확하게 생성되도록 할 수 있습니다.

그림 4. Curve-Geometry 혼합 냉각 채널을 지원하는 Moldex3D Studio

또한, Moldex3D Studio는 냉각 채널 루프를 그룹별로 표시하고, 채널 검사 항목으로 주요 결함을 보여주는 등 많은 기능을 추가하였습니다. 특히 냉각채널의 입출구를 자동으로 지정하는 기능으로 보다 쉽게 냉각채널을 다룰 수 있도록 하였습니다.

결론적으로 Moldex3D Studio는 사용자가 복잡한 형상과 메쉬를 더 효율적으로 처리할 수 있도록 전처리 도구를 제공합니다. 이처럼 Moldex3D의 다양한 전처리 도구들을 통해 작업시간을 크게 줄이고, 결과적으로 제조 효율성 향상과 비용절감 효과를 얻을 수 있습니다.