고객 소개

• 고객: Shape Corp.
• 국가: 인도 및 미국
• 산업: 자동차 산업
• 솔루션: Moldex3D eDesign

Shape Corp.는 탑승자, 보행자 및 차량을 보호하는 충격에너지관리시스템 분야의 글로벌 리더이다. 미국 미시간주 그랜드 헤븐에 본사를 두고 있는 모회사 Shape Corp.는 북미, 유럽 및 아시아 지역에서 플라스틱 및 금속 솔루션에 대하여 설계, 엔지니어링, 시험 및 제조에 전반에 걸쳐 제공하는 서비스 공급사이다. Shape Corp.는 고급 맞춤형 롤포핑과 사출성형에서의 선구자로 인식되고 있다. 이러한 전문지식으로 에너지관리시스템에 적용하고 있으며, 자동차, 사무가구, 건강관리, 농업 외 타 산업에도 적용하고 있다. 
(자료: www.shapecorp.com)

아래의 증언은 Shape Corp.의 기술관리자인 타일러 포브스씨로부터 받은 내용으로 Moldex3D로 그의 팀이 경험한 사례를 공유하고자 한다.

왜 Moldex3D를 선택했나?

자사는 플라스틱 유동해석, 검증 및 최적화를 위하여 가용한 사출성형시뮬레이션 소프트웨어를 비교했고 Moldex3D 선택했다.

현재 Moldex3D 소프트웨어는 자사의 성숙형 프로그램관리 시스템에 통합되어 있다. 더 이상 해석수행만을 하는  “check-in-the-box”가 아니다. 잠재적 제품 문제를 해결하는데 실제로 사용하고, 충진, 보압, 냉각 및 변형해석까지 완전하게 실 입력자료에 대한 해석결과로 신제품의 개발과 제조 공정의 주요 정점마다 적용하고 있다.

Moldex3D는 자사 엔지니어에게 다음과 같은 도움을 준다:

• 금형제안 전 게이트 위치와 문제 영역을 결정한다.
• 공정 변수를 결정코자 실 금형 설계를 검증한다.
• 금형제작 전, 문제점 규명하고 파트나 금형 설계를 교정한다.
• 해석결과를 실 최종 공정과 상관관계를 맺어 후 신제품의 해석결과를 개선에 활용한다.

더구나, Moldex3D는 자사의 제안그룹에 좋은 조력자이기도 하다. 사이클타임, 요구 톤수 및 여타 주요 공정변수등의 정확한 예측을 제공해 주기 때문이다. 고객 제안서를 작성하기 전에 완벽한 타당성 검토를 수행할 수 있게 해 준다.

그러나, 몇가지 여전히 CAE해석 소프트웨어에의 투자 필용성에 의문시 되고 있기도 하다. 가장 공통적인 의문의 하나는 “과연 해석결과를 어떻게 믿겠는가?” 라는 것이다.

이 질문에 답하기 위하여, 실 사출품과 비교하여 해석결과의 최대 정확도를 찾아내고자 Moldex3D 소프트웨어의 상관관계 연구를 수행하였다. 크기, 재질, 게이팅 기획 및 성형유형이 다른 20가지 공통 파트를 선정하고 실공정조건을 적용하였다. 상관관계연구의 목적이 Moldex3D의 신뢰성을 평가하는데 있으므로, Moldex3D Designer로 모든 전처리 단계를 수행한 후, Moldex3D eDesign으로 전체 해석 (유동, 보압, 냉각 및 변형)을 수행하였다.

최종적으로 해석결과를 실 생산공정과 비교하고 상관성을 가시적 치수화하여 등위를 매겼다. 그 결과, 다중 연속 밸브게이트를 갖고 고급 엔지니어링 레진을 사용하되, 외견이 중시되고 매우 복잡한 대형부품 설계에 대하여 충진에 대하여 실제에 대한 해석의 최대 예상 정확도는 70% 이상을 나타내었고, 냉간 게이트와 단순 레진을 사용하는 꽤 단순한 구조부품에 대하여는91% 이상을 나타내었다.

연구 사례

다음은 충진해석결과를 실 공정의 사출품과 비교하여 얻은 2가지의 상관관계 연구 결과이다.

첫번째 연구의 제품은 cowl closeout이다. 파트는 cowl 가까이에 위치하여 변형문제를 방지할 정도의 공차가 매우 중요하다. 본 연구에 사용된 재질은 TPE이고 금형종류는 냉간런너의 2캐비티 금형(좌.우측)이다.

두번째 제품은 에너지흡수자(Energy Absorber)인데, 보행자 안전 해결책으로 자동차 분야에서 널리 사용된다. 이것은 탑승자를 보호하고자 설계되기고 하는데, 보통 탑승자가 안전벨트로 보호되고 팽창식 에어백으로 보호되도록 중심부가 견고한 우리(cage)를 이루되, 차량의 양단에 “주름지역”을 생성토록 한다. 이 부품은 전.후방 범퍼/계기판 후면이나 주 섀시 전면에 적합하다.  재질은 PP이고 금형종류는 핫런너의 2캐비티이다.

두 연구에서, 실 금형시작과 25%, 50%, 75%, 98% 및 100% 유동선단시간에서의 사진을 찍었다(아래 그림 참조). 그 다음, 해석결과와 비교, 양 상관관계 연구의 해석결과가 실 사출품과 매우 일치함을 확인하였다.

유동선단시간 25%	유동선단시간 50%
유동선단시간 75%	유동선단시간 100%

Cowl closeout의 연구에서 실제 성형 상황이 유동선단 해석결과와 일치

유동선단시간  25%

유동선단시간  50%

유동선단시간 75%

유동선단시간 100%

에너지흡수자의 연구에서 실제 성형 상황이 유동선단 해석결과와 일치

We were truly impressed by its accuracy, performance and capability. The studies answered many questions and bolstered our confidence in the selection of Moldex3D as our simulation software

Moldex3D의 가치

전반적으로, 필자는 Moldex3D의 놀라운 성능을 인정하게 되어 기쁘다. Moldex3D를 알게되는 기회가 없었다면, 본 연구결과에 호감을 가지지 못할 수도 있을 것이나, 당사로서는 성능, 기능 및 그 정확도에 정말 깊은 감명을 받았다. 자사의 제품에 대한 소프트웨어의 사용에 대한 이해도를 증진시키는 계기가 되었을 뿐만 아니라, 우리가 갖고 있던 의문점에 대한 올바른 답을 주었고, 자사의 해석소프트웨어로 Moldex3D를 선택한 우리의 신뢰를 강화시켰다.

또한, Moldex3D 지원팀은 항상 높은 수준의 기술지원을 제공하고 문제를 신속하고 효과적으로 해결코자 노력한다. 이것은 Moldex3D를 선택한 또다른 기쁨이고 지원팀과 함께 일할 수 있어 기쁘다.