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복잡한 형상을 간단히 해결하는 Moldex3D전처리 툴

코어테크 제품처 관리자 차이야오전(蔡耀震)

복잡한 형상의 플라스틱 제품에 대한 시뮬레이션 분석 전처리는 종종 매우 복잡하고 시간이 많이 소요되는데 그 이유는 다음과 같습니다.

  1. 설계 공장, 몰드 공장, 아웃소싱 공장부터 조립 공장까지, 각각 다른 CAD소프트웨어로 출력된 형상 파일이 전달됩니다. 따라서 고객이 받은 형상 파일은 이미 여러 차례 변환된 것이기 때문에 형상 결함 문제가 발생하기 쉽습니다.

  2. 형상 결함으로 인해 발생할 수 있는 불량 메쉬를 제외하고, 형상 제품의 특징이 복잡할 경우 모서리가 날카로운 메쉬, 가늘고 긴 필렛 메쉬 등의 문제도 발생하여 메쉬 품질이 낮아지기 때문에 시뮬레이션 분석에 적용하기 적절하지 않습니다.

  3. 일부 정밀 금형 설계는 복잡한 러너 또는 냉각 채널을 사용해 사출 성형의 성공률 및 품질을 향상시키게 되며, 이러한 러너 및 냉각 채널 설계는 일반적인 전처리에서 생성되는  빔 요소로 시뮬레이션 할 수 없기 때문에, 러너 및 냉각 채널의 형상 모델을 직접 사용해야 합니다.

일반적으로 이러한 문제에 부딪히게 되면 사용자는 형상 및 메쉬를 수정해야 하고, 입구 및 출구를 캐비티에 접촉시키는 것과 같이 메쉬 생성에 필요한 조건을 충족시키기 위해 형상, 메쉬, 또는 냉각 채널의 설계도 수정해야 합니다. 이러한 전처리 과정은 시뮬레이션 분석에 적합한 메쉬 파일을 생성하기 위해 많은 시간이 소요되게 합니다.


전처리에 대한 부담을 줄이기 위해, Moldex3D Studio는 전처리 기술을 지속적으로 향상시키고, 사용자가 보다 효율적으로 형상 및 메쉬를 처리할 수 있도록 여러 가지 전처리 툴을 제공합니다. 전처리 툴의 주요 핵심 항목은 다음과 같습니다.


형상 수정 도구


형상 처리 프로세스를 단순화시키는 형상 수정 탭 및 형상 결함 트리를 추가하고, 형상 수정 도구를 제공합니다.

그림 1. 형상 수정 탭, 형상 결함 트리 및 CAD기능 추가.

“자동 봉합” 및 “봉합”


Moldex3D 2020버전에는 “봉합”을 수행하는 두 가지 기능이 제공됩니다. 하나는 사용자가 사용자 정의한 임계값을 이용해 전체 영역의 형상 자유변(free edge)을 수정하는 기존의 “자동 봉합”입니다. 새로운 “봉합”은 봉합할 특정 에지를 지정할 수 있으므로 서로 다른 위치의 자유변 루프에 대해 서로 다른 공차로 봉합할 수 있습니다.


표면 삭제 및 표면 채우기


문제가 있는 형상면을 더 나은 품질의 곡면으로 재생성하기 위해, Moldex3D는 표면 삭제 및 표면 채우기 기능을 제공합니다. 그중 표면 채우기를 사용하면 곡선 또는 형상 엣지를(일반적으로 2~4변) 선택해야 하기 때문에, Studio는 사용자가 곡선 데이터를 정리하여 곡면으로 생성할 수 있도록 도구 페이지에 곡선 추출, 곡선 병합 곡선 브리지와 같은 더 많은 곡선 기능을 제공합니다.


그림 2를 예로 들면, 필렛면에 결함이 있는 경우, 먼저 문제 곡면을 삭제하면 자유변 수량이 4개보다 크기 때문에, 곡선을 추출한 후 곡선 병합 및 곡선 브리지의 정렬을 진행한 다음, 마지막으로 표면 충전 기능을 사용해 곡면을 다시 생성합니다.

그림 2. 새로운 형상 도구의 응용 예

형상 및 메쉬 결함 탐색기


형상 결함 트리 및 메쉬 결함 트리에서, 추가된 항목 탐색기(그림 3 왼쪽)는 서로 다른 결함 사이를 신속하게 전환하고, 결함 위치를 확대할 수 있습니다. 복잡한 형상에 메쉬 수량이 많은 경우, 사용자가 결함 위치를 신속하게 찾아서 편리하게 수정하도록 지원합니다.


Studio에 추가된 표면 메쉬 간섭 기능은 심각한 표면 메쉬 간섭을 오류로 표시하고, 사용자가 간섭 메쉬를 반드시 확인하고 수정해야만 계속 솔리드 메쉬를 생성할 수 있습니다. 그림 3의 오른쪽에서 볼 수 있듯이, 몰드 플레이트에 냉각 채널이 설계되지 않아서 내부 간섭이 발생하면, 메쉬 결함 트리에 감지됩니다.

그림 3. 결함 트리의 메쉬 감지 브라우저 및 메쉬 결함 트리의 간섭 감지 기능

혼합 냉각 채널


Studio는 사용자가 냉각 채널 시스템이 복잡한 부분에서 직접 형상 냉각 채널을 사용해 시뮬레이션하고, 기타 부분에서는 빔 요소 냉각 채널을 사용할 수 있도록, 곡선 및 형상 혼합 냉각 채널을 지원합니다. Studio는 형상 채널을 사용하여 복잡한 냉각 채널 설계를 시뮬레이션하고 빔 요소를 사용해 사용자가 냉각 채널을 편리하게 수정할 수 있도록 하여,  몰드 베이스 메쉬를 정확하게 생성할 수 있습니다.

그림 4. Moldex3D Studio

또한, Moldex3D Studio에서는 냉각 채널 루프 그룹을 자동으로 정리 및 표시하고, 냉각 채널 시스템 검사 항목으로 중요한 결함을 표시하며, 입구와 출구 자동 할당 기능 향상을 포함하는 여러 가지 냉각 채널 관련 기능이 강화되었습니다.


Moldex3D Studio 2020은 사용자가 복잡한 형상 및 메쉬의 처리를 보다 효율적으로 진행할 수 있도록 형상 결함을 편리하게 수정할 수 있는 다중 곡선 및 곡면 도구, 결함 위치를 신속하게 찾을 수 있는 형상 및 메쉬 결함 탐색기, 냉각 채널 기능 강화, 혼합 냉각 채널 지원, 냉각 채널 루프 그룹 자동 정리 및 입출구 자동 찾기 등을 포함하는 여러 가지 전처리 툴을 제공합니다. 전처리 기능이 포괄적으로 업그레이드된 Moldex3D는 고객이 복잡한 제품의 전처리 메쉬 구축에 시간과 인력을 절감할 수 있도록 효과적으로 지원합니다.

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