자동차산업
전동화·경량화 시대, 개발 속도와 품질을 동시에 확보해야 합니다.
설계부터 성형, 주조까지 전 공정 디지털 검증으로 개발 리스크를 최소화합니다.
업계의 과제
- 경량화 설계 최적화
EV 플랫폼 확대에 따른 구조 강성 확보와 중량 절감 요구 증가
- 개발 기간 단축
시제품 반복 제작 없이 초기 단계에서 문제 예측 필요
- 품질 안정성 확보
수축, 기공, 변형 등 생산 리스크 최소화
- 원가 절감
금형 수정 비용 및 재작업 비용 절감 필요
주요 과제와 해결 전략
[ ISSUE ]
해석·실측 데이터 기반 CAD 역보정 설계
사출 및 주조 공정 후 발생하는 비선형 수축, 열변형, 잔류응력에 의해 설계 형상과 실제 생산품 간 치수 편차가 발생합니다.
특히 조립 공차가 엄격한 자동차 부품에서는 0.1mm 이하의 변형도 품질 문제로 이어질 수 있습니다.
양산 이후 수정은 금형 재가공, 납기 지연, 비용 증가를 초래합니다.
[ SOLUTION ]
해석 결과(변형 벡터 데이터) 및 3D 스캐닝 기반 실측 데이터를 활용하여 형상 편차를 역산하고 CAD 모델에 직접 반영하는 역보정(Compensation) 설계 프로세스를 적용합니다.
ThinkDesign의 정밀 형상 제어 및 곡면 편집 기능을 통해 비선형 변형을 고려한 사전 보정 모델을 생성합니다.
이를 통해 양산 시 목표 치수 공차 달성을 지원하고 변형 오차를 최소화합니다.
[ ISSUE ]
알루미늄 부품 주조 기공 문제
고압 다이캐스팅 및 중력 주조 공정에서는 충진 불균형, 난류 발생, 응고 수축에 의해 기공(Porosity), 수축공(Shrinkage), 콜드셧 등이 발생합니다.
특히 두께 변화가 큰 구조물에서는 국부 응고 지연과 공급 금속 부족으로 내부 결함이 집중적으로 발생합니다.
이는 구조 강도 저하뿐 아니라 피로 수명 단축 및 누설 불량의 원인이 됩니다.
[ SOLUTION ]
CastDesigner의 충진-응고 해석을 통해
난류 영역 및 공기 포획 예측
응고 순서 및 온도 구배 분석
열집중 영역(Hot Spot) 및 공급 부족 영역 예측
라이저 및 게이트 설계를 최적화하여 응고 균일성을 확보합니다.
공정 조건(주입 속도, 금형 온도 등)을 시뮬레이션 기반으로 검증하여 양산 초기 불량률을 최소화합니다.
[ ISSUE ]
배터리 하우징 대형 사출품의 변형 문제
자동차 내·외장 및 배터리 하우징과 같은 대형·박육 구조물은 유동 불균형, 섬유 배향 변화, 비균일 냉각으로 인해 잔류응력 및 비대칭 수축이 발생합니다.
특히 GF 강화 소재 및 복합 소재 적용 시 섬유 배향에 따른 이방성 수축 거동이 최종 변형의 주요 원인이 됩니다.
해석 정밀도가 낮을 경우, 실제 성형품과의 편차가 커져 금형 수정 반복 및 양산 안정화 지연으로 이어집니다.
[ SOLUTION ]
Moldex3D의 Full 3D 유동 해석 및 섬유 배향 해석 모델을 활용하여 충진–보압–냉각–변형 전 공정을 통합 분석합니다.
고해상도 메쉬 기반 3D 솔버 적용
점탄성 유동 모델 및 PVT 데이터 기반 수축 예측
섬유 배향 텐서 계산을 통한 이방성 변형 분석
실제 소재 물성 데이터와 연계하여 금형 보정, 게이트 위치 최적화, 냉각 채널 설계를 사전에 검증합니다.
