- 고객사: CALIN테크놀로지
- 국가: 대만
- 산업: 광학
- 솔루션: Moldex3D Advanced / 광학모듈
개요
CALIN은 Moldex3D를 적용하여 프로젝터 렌즈 제품의 수지의 유동교란현상과 웰드라인 문제를 예측하고, Moldex3D의 해석결과를 통해 성형 설계변수를 조절하였다. 그 결과 실생산 전에 웰드라인 문제를 해결함은 물론, 제품 수축을 개선하여 제품 품질을 최적화할 수 있었다.
도전
- 뚜렷한 웰드라인 제거
- 성형주기의 단축
- 균일한 잔류응력 분포
해결방안
Moldex3D Advanced 를 통해 최적의 제조공정조건을 도출하고, 제품의 잠재적 결함을 제거한다.
장점
- 웰드라인 제거
- 98%에 달하는 수율 제고
- 금형 시작 횟수 및 원가 절감
사례
본 사례의 목적은 프로젝터 렌즈(그림1)의 웰드라인 문제를 해결하고 성형 주기를 단축하는 데 있다. CALIN은 오버플로우와 형상적응 냉각 방식을 추가하여 제품의 최적화를 실현하고자 하였다. 오버플로우 구역과 형상적응 냉각채널을 설계하는데 다양한 방법이 있겠으나 시간이 오래 걸리는 경우가 대부분이고 과도한 금형 제조 비용이 발생할 수 있다. 따라서 CALIN은 실제 금형 시작 전에, Moldex3D를 통해 오리지널 설계, 오버플로우 설계, 형상적응 냉각 설계에 대해 각각 해석을 진행했다. 이렇게 하여 과도한 생산 비용을 투여하지 않고서도 가장 이상적인 설계를 성취할 수 있을 것으로 기대하였다.
그림1. 본 사례의 프로젝터 렌즈 제품
해석 결과로, 전통적인 사출 성형 제조공정 중 제품의 주요 구역에서 웰드라인이 나타나 제품 변형의 잠재적 위험이 될 수 있으며, 또한 최종 제품의 기능과 외관에도 부정적 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 CALIN은 웰드라인 문제를 해결하기 위해 캐비티 내에 오버플로우 구역을 추가하여 설계를 변경하였다. 설계변경 후 다시 Moldex3D로 해석을 한 결과, 눈에 띄는 구역에 웰드라인이 나타나지 않았다. (그림2)
다음으로, 성형주기를 단축해야 했다. CALIN은 형상적응 냉각 시스템의 설계(그림3)를 진행하고 Moldex3D로 성형해석을 수행하여, 오리지널 설계에 비해 성형 주기가 그다지 단축되지 않음을 알 수 있었다(그림4). 따라서 형상적응 냉각 설계는 필요하지 않다는 결론에 도달하였다.
그림2. 오리지널 설계(좌)에 웰드라인이 명확히 드러남. 오버플로우를 추가한 후(우), 외관 에 확연한 웰드라인이 나타나지 않음
그림3. 성형주기 단축을 위해 CALIN은 형상적응 냉각 설계를 진행함
그림4. 형상적응 냉각 설계 추가 후, 성형주기에서 뚜렷한 개선 사항이 없음
결과
Moldex3D분석을 통해 CALIN은 충진거동을 파악할 수 수 있었고, 실생산 전에 웰드라인이 나타날 가능성이 있는 위치를 예측할 수 있었다. 실제 금형시작(그림5) 과 Moldex3D 해석결과가 정확히 일치함이 증명되었다. 이로써 CALIN은 성공적으로 제조공정 문제를 해결하고 제품설계와 금형설계의 최적화를 실현하였다.
