박판을 생산할 때, 냉각과 같은 성형공정변수의 최적화 미비로 인해 내부응력이 발생할 수 있다. 더구나, 설계자가 박판을 설계하는 데 적합한 강도데이터를 갖추고 있지 못하면, 구조적 외 심각한 변형 문제를 야기시킬 수 있다. 또한, 안전계수가 너무 클 경우, 재료 소비가 과하게 되거나 더 복잡한 구조를 택하게 되어 더 높은 성형원가를 수반할 수 있다.

2.5D 쉘메시 기술은 자동차를 포함하여 다양한 산업분야에서 사출품의 구조해석을 수행하는 데 폭넓게 사용되고 있다. 전통적으로 재료성질의 중요성은 구조해석 시 과소평가되기도 하는데, 섬유배향, 금형 온도, 잔류응력 등의 영향을 고려하지 안하곤 한다. 그러나, 이처럼 과도하게 단순화시킨 방법이라고 해서 일반적으로 부정확한 구조해석결과만을 주는 것은 아니다.

좀더 정확하고 완벽한 구조해석결과를 얻기 위하여, 제품설계자는 해석결과를 구조해석으로 통합시켜야 한다. 물론 사출성형해석 소프트웨어를 경유해서 수행할 수 있다. 하지만, 사출성형해석과 구조해석간에 메시 요구사항이 매우 다양하다는 점이 있고, 메시의 해상도에 있어서 구조해석은 응력집중영역에 더 중점을 두는 반면 사출성형해석은 두께방향으로, 특정 표면영역에 더 세밀한 해상도를 요구한다. 따라서, 사출성형해석을 수행하기 위해서는 다양한 메시 요소타입과 요소밀도가 요구된다.

Moldex3D는 서로 다른 해석간의 매핑 문제를 해결하기 위하여 3D 매핑기술을 개발하였다. 그처럼 진정한 3D 해석기술을 통해, Moldex3D 는 3D 사출성형 해석데이터를 2.5D 쉘메시 요소로 전달할 뿐만 아니라 고정확도의 해석결과를 신속하고 효과적으로 전달할 수 있다.

Moldex3D FEA인터페이스의 메시매핑 기능을 사용하여, 설계자는 해석데이터와 메시를 내보낸 후 추가 구조해석을 할 CAE 구조해석 플랫폼으로 가져오기를 하면 된다.

아래 이미지에서 보듯이, 설계자는 3D 매핑 쉘 기술을 사용하여 3D사출성형해석으로부터 얻은 결과를 2.5D 구조 모델로 전달한다(그림1). 하중과 경계조건을 지정한 후 (그림2), 설계자는 변위와 응력분포에 대한 해석결과를 쉽게 얻을 수 있다(그림3과 그림4).

그림1. 3D Moldex3D 사출성형해석을 사용한 온도분포해석(좌). Moldex3D 결과와 커플된 2.5D 모델의 구조해석(우)

그림2. 청색범위에 균일하중 1MPa, 4외곽단 고정으로 설정.

그림3. 변위분포 해석결과

그림4. 응력분포 해석결과

3D 해석기술로 2.5D 기술보다 더 실제에 가까운 해석결과를 생성할 수 있다. 그래서, 3D 해석기술이 산업주류가 되고 있는 것이다. 설계자가 성형공정의 영향에 한층 깊이 접근하여 제품품질을 보다 제어할 수 있도록 하기 위하여, 사출성형해석이 구조해석과 완전히 통합하는 것이 절실해지고 있다.