사출 성형 플라스틱 제품의 섬유 배향은 해당 섬유를 사용한 섬유복합재료의 물리적 속성에 영향을 미친다. 따라서 섬유복합재료의 구조적 해석에 대한 검토 시, 성형 과정에서 만들어지는 미세 구조의 결성 및 미세 구조의 비선형 속성을 반드시 고려해야 한다. Digimat-RP는 사출 성형 시뮬레이션과 FE 분석의 연결시키는 플랫폼으로서, Moldex3D 분석을 통해 얻은 섬유 배향 정보를 바탕으로 섬유 배향에 따른 서로 다른 비등향성, 비선형 재료 성질에 맞는 특화된 메쉬를 사용해 구조 분석 작업을 진행할 수 있다.

1단계 : Moldex3D 출력 결과

• Moldex3D FEA 인터페이스에서 섬유 배향 파일(*.o2d)을 출력한다. 먼저 FE 소프트웨어를 선택한 후, “Mapped”방식으로 결과 출력을 선택한다.
• 파일 열기 
  • 를 클릭한 후, 대상 메쉬 파일(이하 예시에서는 LS-DYNA의 *.k 사용)을 지정한다.
    주의：View/Edit model mapping을 사용해 구조 분석 메쉬와 Moldex3D 메쉬가 일치하는지 확인한다. 만일 일치하지 않는 경우, 본 기능을 사용해 좌표축을 조정하여 두 모형을 일치시켜야 한다.
  • Fiber orientation output에 체크해 섬유 배향 파일(*.o2d)을 출력한 후, Export를 클릭한다.

2단계 : Digimat-RP 에서 모델 및 비선형 재료 모형 불러오기

• Moldex3D Digimat-RP 상단 펑션 창에서 Load model을 클릭해 구조 분석 모델을 불러온다.
  주의: FE 모형은 반드시 경계 조건, 외력, 재료 성질 등이 포함된 하나의 완전한 모형이어야 한다. 재료 성질의 일부분은 Digimat 자체의 재료 모형으로 대체된다.

• New Digimat material와 Import material from MX를 클릭한 후, Digimat-MX 재료 데이터 베이스에서 비선형 재료 모형을 선택한다.

주의: Digimat-MX 재료 데이터 베이스의 Tools에 포함된 Advanced Filter를 사용하면 필요한 재료만을 신속하게 필터링할 수 있다(Ctrl + F를 눌러 진행 가능). Advanced Filter로 들어가 Digimat Analysis를 클릭한 후, J2_plasticity 또는 J2_thermoplasticity를 선택하고 Search를 클릭해 필요한 재료를 검색할 수 있다.

주의：State Vars 를 클릭하면 Digimat 재료 성질 중의 파라미터를 관찰할 수 있다.

3단계：*.o2d 파일 불러오기, 모델에 적용하기

• 재료 모형을 선택한 후, From mapped orientation file 및 Load fields를 클릭해 섬유 배향 파일(*.o2d)을 불러온다.주의： 섬유 배향 입력 이후에 Material, Microstructure(orientation), field mapping 이 3개의 항목 사각형 오른쪽에 녹색 체크가 모두 표시되면 작업을 진행할 수 있게 되었음을 의미한다.

• Submit 을 클릭해 분석 작업을 시작한 후, 프로젝트 저장 위치를 선택하고 Run locally를 클릭한다. CPU 수를 선택하고 Run을 클릭해 분석을 시작한다.주의：먼저 Tools ribbon의 Settings  를 통해 FE 소프트웨어 위치를 설정하도록 한다.

4단계 : Digimat 결과를 구조 분석에 적용

사용자는 디스플레이 윈도우를 통해 전체 분석 과정을 확인할 수 있다. 분석 작업 완료 후에는 FE 소프트웨어를 사용해 분석 결과를 검색할 수 있다(본 사례에서는 LS-PrePost 사용).

• Digimat의 비등향성 & 비선형 재료 모형을 통해 섬유 배향의 영향을 받는 구조 해석를 진행할 수 있다.

• 고분자 플라스틱이 받는 응력 및 응변에 대한 단독 검사, 또는 섬유 배향의 특징값 등 미세 역학의 분석 결과를 출력한다.