Moldex3D의 금형 변형 해석(Mold Deformation Analysis) 활용한 최적 금형 설계

일반적으로, 성형 공정에서 mold insert deformation에 원인이 되는 두 개의 공통 요소가 있다. 하나는 충전 및 보압 도중에 사출기의 높은 스크류 힘이 캐비티 내에 전진할 때 용융 힘으로 발생 한다. 일반적으로, 200MPa 이상의 구동 압력에서 mold-insert (as ejector, lifter and actions)의 변형을 유도 할 것이다. 다른 원인은 불균형한 온도 분포에 의해 금형 내에서 서로 다른 열 팽창/수축을 초래한다. 금형 변형은 잠재적으로 금형 수명에 영향을 미칠 뿐만 아니라 최종 제품의 치수 정밀도에도 영향을 미친다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Moldex3D는 사용자들이 더 자세한 응력과 금형 변형 문제를 평가하기 위해 다양한 성형 조건 하에서 몰드베이스의 구성 요소들을 분석 한다. 또한, Moldex3D를 사용함으로써 설계 및 공정을 개선하고 사용자들의 성형 조건을 최적화시키며, 변위가 적은 더 좋은 금형을 만들 수 있다. 금형 변형에 관해Moldex3D 사용자는 각 금형 부품들에 영향을 고려하여 모든 금형 구조들을 수치적인 모델로 만들고 정확한 해석을 할 수 있다. Moldex3D Stress은 충전 단계에서 캐비티 압력을 고려하고 냉각 시간 후에 금형 온도 분포, 이 두 가지 중요한 매개변수 통해 사용자 정의 성형 조건 및 금형 설계를 고려한 다양한 성형 시나리오로 시뮬레이션 할 수 있다.

Step 1: Moldex3D Project를 실행하고 mold-insert들을 가진 모델 결과를 준비 한다.
참고: 금형 병형 해석을 하기 위해서는 Add-on 라이센스Moldex3D Stress가 필요하다.

Step 2: Computation Parameter를 열고 Mold Deformation tab을 클릭한다. Settings를 클릭하여 경계 조건을 설정하기 위하여 Moldex3D Designer interface 환경을 제공한다. 경계 조건의 적절한 설정은 금형 변형 해석의 정확한 결과를 얻는데 매우 중요하다.

Step 3: 금형 변형 BC 설정 인터페이스에서 사용자는 노드에 변위 조건을 설정 할 수 있다.   클릭하고 새로운 구속 BC(노란색 표기)  확인을 누른다. 구속 정보: x, y, z 방향에 이름과 변위를 지정한다.

The Mold Deformation Boundary Condition setting interface
Nodes applied with constrained boundary will be marked yellow

Step 4: 노드는 기본적으로 (0mm 변위) 고정 설정되어 있지만, 사용자가 편집하거나 기존 항목을 클릭하여 언제든지 조건을 다시 할당 할 수 있다클릭하여 다른 노드를 선택할 수 있다. 그 후, 설정이 완료되면   누르고 나간다.

Step 5: Computation Parameter에서 Mold Deformation tab 아래 Displacement boundary condition을 체크한다. 이것은 모델에 BC 설정을 의미한다. 설정을 확인하고 New Run Wizard의 analysis project의 기타 설정을 완료하고 확인을 클릭한다.

Step 6: 금형 병형 해석을 실행하려면project workspace상에  를 클릭하여, Analysis sequence 설정에 Mold deformation –Md 선택하고 Run Now 실행한다.

Step 7: 금형 변형 해석 결과:
Von Mises stress는 응력 텐서로부터 계산된 스칼라 응력 값이다. 그것은 어떤 외력이나 응력을 가질 때 연성 물질이 항복이 시작할지 여부를 평가할 수 있다. Von Mises stress는 로컬 항복 강도에 도달하면 재료는 소성 변형된다. 모든 변형 결과에서는 각 인써트 부품들의 변형을 직접 나타내고 이는 성형품의 치수 품질에 영향을 미칠 수 있음을 보여 준다.

Von Mises Stress
Total Displacement

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