사출 성형 시뮬레이션에서의 3차원 배럴 압축 효과 고려

코어테크 기술지원부 엔지니어 예청졔(葉承杰)




사출 성형 실무와 시뮬레이션 분석의 비교 과정에서 가장 핵심적인 실행 단계는 시뮬레이션 분석 입력 정보와 실제 사출 과정의 조건을 최대한 일치시키는 것인데, 그 중 사출기 동작의 모델링도 중요합니다. 기존의 사출 성형 시뮬레이션에서는 스크류의 운동을 단순히 용융물에 가해지는 속도와 압력으로 전환하여 플라스틱의 유동 행위를 과도하게 단순화하고, 스크류 내부의 고온 및 압축성을 지닌 수지의 변화(점도 및 PvT 포함)가 전혀 고려하지 않았습니다, 따라서 충전과 보압 단계의 시뮬레이션이 배럴 내부 스크류의 동적 동작을 고려할 수 있다면, 용융물의 동적 행위를 더 잘 설명할 수 있고 사출 압력을 더 정확하게 예측할 수 있습니다. 다음은 Moldex3D 시뮬레이션에 배럴 압축 효과를 포함하는 방법에 대한 설명입니다.


스크류 압축으로 인한 유량 변화


조작 절차


제한 조건

  1. Moldex3D 2020에서는 Rhinoceros의 Moldex3D Mesh를 사용하여 3D 스크류 압축 메시를 생성해야 합니다 (Studio 2021은 노즐 영역 마법사 지원).

  2. 노즐 영역은 육면체(Hexa) 메시 생성을 권장합니다.

  3. 매칭메시(Matching Mesh)만 지원합니다

  4. 냉각 분석은 표준냉각 분석만 지원하며, 신속 냉각 분석은 지원하지 않습니다.

프로젝트

  1. Moldex3D Studio에서 설정 및 분석만 지원됩니다.

  2. 사출 성형 프로세스만 지원되고 Machine 모드만 사용할 수 있습니다.

  3. 3D스크류 압축 영역의 시뮬레이션은 냉각 분석 결과 표시가 지원되지 않습니다.

단계 1 : Moldex3D Mesh 속성 설정

다음 속성은 3D스크류 압축에 대한 기본 요구사항입니다.


1. “Nozzle Zone” 솔리드 메시


2. “Moving Inlet” 표면 메시


3. “Nozzle Zone” 솔리드 메시(노출된 러너 부분 커버)


이 밖에도 필요에 따라 다음 속성들을 추가로 설정할 수 있습니다.

  1. Screw

  2. Check Ring

  3. Nozzle (전체 모델)

  4. Barrel


단계 2 : 프로젝트 설정


Studio에서 사출성형 프로젝트를 준비한 후, 성형 조건의 기계 매개변수 필드에 기계 정보를 입력합니다.


단계 3 : 결과


Moldex3D는 충전 및 보압 과정에서 스크류 전단과 노즐에서 스크류 압축으로 인한 플라스틱의 행위를 시뮬레이션할 수 있습니다.


배럴에 유동 선단 시간, 입자 추적, 섬유 배향 결과를 표시할 수 있습니다.


유동 선단 시간



입자 추적(Particle Tracer)



섬유 배향(단면)




#BarrelCompression

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