다재사출성형(Multi-Component Molding, MCM) 제조공정은 전자, 소비 제품, 자동차 산업에 사용되는 복잡한 부품의 제작에 광범위하게 활용되고 있다. 이 기술을 통해 다양한 부품의 제품 제조를 한 번에 완성함으로써 후속 조립, 본딩, 용접 등의 과정을 대폭 생략할 수 있어 생산 비용 절감이 가능하다. MCM 제조공정은 더욱 융통성 있는 제품 설계를 가능하게 해 줄 뿐 아니라, 제품의 외관, 품질, 기능성 등을 개선해 궁극적으로는 제품의 가치를 높여준다. MCM 공정은 먼저 1차적으로 사출된 인서트 부품을 캐비티에 넣은 후, 몰딩 사출 성형을 진행하는 방식으로 이루어진다. 일반적으로 플라스틱 인서트 부품의 경우 플라스틱 또는 금속으로 제작되기 때문에, 해당 제조 과정은 몰딩 성형 또는 인서트 부품 성형이라 불리기도 한다. CAE를 통해 MCM 시뮬레이션 분석을 시작하기 전에 커버 인서트 부품 및 양호한 품질의 Mesh 모형을 먼저 제작해야 하고, 동시에 정확한 분석 결과까지 얻어야 하기 때문에 실무상 어려움이 많은 작업이다.

Moldex3D 다재사출성형 모듈(MCM)은 몰딩 성형과 인서트 부품 성형 과정에 필요한 강력한 시뮬레이션 도구 및 전처리기를 제공함으로써, 제품, 인서트 부품 및 몰드 베이스 표면, 실제 Mesh를 자동으로 생성할 수 있게 도와준다. Moldex3D의 이전 버전인 R14.0에서는 플라스틱과 플라스틱 인서트 부품 접촉면의 Non-matching Mesh 시뮬레이션 지원을 통해 연속적인 분석 결과를 제공하여 사용자가 과도한 시간과 노력을 Non-matching Mesh에 할애하지 않아도 되었다. Moldex3D R15.0 버전에서는 Non-matching Mesh 기능이 한층 더 업그레이드 되어, 플라스틱과 플라스틱 인서트 부품, 몰드 베이스 경계면의 실제 Mesh까지 자동 생성이 가능하게 되었다(그림 1).

새로운 기능은 더욱 빠른 전처리는 물론 부가적으로 두 가지면의 큰 도움도 준다. 더욱 정확한 분석 결과와 더욱 빠른 솔버 계산이 바로 그것이다. 이 신기능은 실제 몰드 베이스 Mesh에 사용할 수 있고, 자동 몰드 베이스 Mesh 분배의 영향을 받지 않는다. 솔버의 계산 작업 시 자동 몰드 베이스 Mesh 생산 프로세스를 단축시킴으로써 솔버 계산 시간을 단축시킬 수 있다. 일부 케이스에서는 고해상도 몰드 베이스 Mesh를 통해 더욱 정확한 분석 결과를 얻을 수도 있다.

그림 1 Moldex3D R15.0은 Matching및 Non-matching Mesh 모형을 동시에 지원한다.
Non-matching Mesh 역시 몰드 베이스 실제 Mesh를 지원한다.

이하는 Non-matching Mesh 시뮬레이션 몰딩 성형 모형과 관련한 사례이다. 현존하는 Non-matching Mesh는 몰드 베이스 실제 Mesh를 바로 생산할 수 있다. 본 사례의 제품 및 플라스틱 인서트 부품 원료는 모두 PC+ABS이며, 기본 설정된 용해 온도, 몰드 온도 및 초기 인서트 부품 온도는 각각 265°C, 75°C, 30°C이다. Matching 및 Non-matching Mesh 모형의 시뮬레이션 결과(그림 2, 그림 3)를 대조해 본 결과, 양자의 온도 분포와 Z 방향 이동 결과가 모두 상당히 유사했는데, 이는 몰드 베이스의 Non-matching 실제 Mesh를 통해 양호한 분석 결과를 얻을 수 있음을 의미한다.

그림 2 Matching 및 Non-matching Mesh 모형의 온도 분석 결과가 상당히 유사하다.

그림 3 Matching 및 Non-matching Mesh 모형의 Z 방향 이동 분석 결과가 상당히 유사하다.

상술한 사례를 통해 Moldex3D가 제공하는 뛰어난 Non-matching Mesh 기술을 통해 몰드 베이스 실제 Mesh의 생성이 더욱 간편하고 신속해졌음을 확인할 수 있다. 동시에 신뢰할 수 있는 분석 결과 획득이 가능하고, 솔버의 계산 시간을 단축시킴으로써 MCM 제조공정의 시뮬레이션 분석을 통해 실제적인 효과를 얻을 수 있음이 확인되었다.