Moldex3D에서 전통적인 성형방법에 도전하는 사출 압축 성형 해석을 출시

사출 압축 성형(ICM)은 정밀 광학 렌즈, 반사경, 저장 매체 등의 제작에 광범위하게 사용된다. ICM 공정은 사출하는 동안 캐비티 간격의 조절된 편차를 이용한다. ICM과 기존의 사출 성형의 가장 큰 차이점은 용융 수지가 캐비티를 채워갈 때 걸리는 압력 프로파일이다. 그림1은 일반적인 사출 성형 프로세스로, 용융체의 압력이 스프루로부터 용융선단까지 모든 방향으로 전달되어야 한다. 이 때, 중심부에는 높은 압력이 걸리고 테두리 부분에는 낮은 압력이 걸리게 된다. 변형이나, 높은 잔류 응력 및 높은 충진압과 같은 성형 불량 및 난점이 이러한 고르지 못한 압력 프로파일 때문에 종종 발생된다. 상대적으로, 그림 2의 ICM 공정은 균일한 압력 분포를 나타내며, 압력 차이가 최소화된다. 따라서 충진압과 잔류응력이 낮아지게 된다.

                                           
                   그림. 1 일반적인 사출 성형에서의 불균일한 압력 분포              그림. 2 사출 압축 성형에서의 균일한 압력 분포

광학제품이나 살두께가 얇은 제품처럼 잔류 응력의 문제에 민감한 제품의 경우 ICM 공정을 통해 많은 이익을 볼 수 있다. 그림 3에서 LGP(Light guide plate)의 예를 통해 가해지는 응력을 비교해 볼 수 있다. 응력이 48MPa에서 12MPa로 명백히 줄어드는 것을 비교할 수 있다. 이 외에도 ICM을 적용함으로써 변형을 줄일 수 있고, 공정 시간을 단축시키고, 형체력을 줄일 수 있고, 더 나은 벤팅을 통해 제품 품질을 향상시킬 수 있다.


그림. 3 LGP(light guide plate) 제품에서의 일반 사출 공정과 ICM공정의 압력 분포 차이

많은 장점이 있기는 하지만, 사출/압축 타이밍 시퀀스 및 형 이동 조절이 복잡하기 때문에 ICM 공정을 성공적으로 설정하기가 쉽지는 않다. 공정 기술자들은 위에 언급한 한계를 해결하기 위해 시행착오를 통해 적용하곤 했다. 일반적으로 갭 크기와 형 이동은 적절한 사출율 프로파일을 얻기 위해 최우선적으로 정해져야 한다. 전체 공정을 최적화하는 작업은 시간 소모적일 수밖에 없다. 예를 들어, 플래쉬나 미성형이 생기지 않는 초기 조건을 찾기 위해 몇 일이 걸리기도 한다. ICM 공정에서는 자유로운 공정 조건 자체가 버거운 일이 된다.

Moldex3D는 다음과 같은 기능으로 가상의 성형 시험의 완벽한 솔루션을 제공한다.

  • 독립적인 금형 부분과 사출기 부분의 동시 또는 순차적인 작동의 동적 계산
  • 사출과 압축 속도 프로파일과 압력 조절의 완벽한 설정; 사출 on/off 전환
  • 공정 최적화 가이드를 위한 잔류 응력, 보압, 냉각 온도와 같은 후공정 정보를 시각화
  • 실제 수축과 평탄도 예측을 위한 섬유 배향 해석을 포함
  • 스프루 압력과 형체력과 같은 사출기 관련 정보 평가

광학제품 제조사를 위해, Moldex3D는 광학 모듈을 제공하고 있고, 이는 점탄성 물성에 기초한 독창적인 복굴절 시뮬레이션 도구이다. 이제, 렌즈 제조사는 임의의 입사광 방향 및 파장에 따른 복굴절 패턴을 예측함으로써 잔류 응력을 줄이는 공정 설정을 최적화할 수 있다. 그림 4는 실제 제품과 Moldex3D 해석 결과의 일관성을 보여주고 있다. 광학 제품 제조사는 Moldex3D를 통해 완벽한 성형 시뮬레이션을 할 수 있다. Moldex3D의 신속한 가상 성형 시행은 사출 압축 공정을 최대한 활용할 수 있도록 할 수 있다.


그림.4 성형된 광학 렌즈 제품(왼쪽)과 Moldex3D의 시뮬레이션 결과(우측)의 복굴절 패턴 비교

Related articles:


Test drive Moldex3D

Join the thousands companies using Moldex3D

Talk to Sales

Schedule a product demo with our sales team