폴리우레탄(PU) 폼은 다공성, 저밀도 및 고강도 등의 특성을 가지고 있을 뿐 아니라, 그 성분 간의 비율을 조정함으로써 공극률이 다른 경질 또는 연질 폼을 얻을 수 있고, 매우 다양한 응용이 가능하기 때문에, 현재 활용 방면이 가장 광범위하고 다양한 폴리머 중의 하나가 되었다. 그 중 자동차 부품 산업은 경량화 목표를 달성하기 위해 PU 소재를 자주 사용하는데, 일반적으로 타이어, 자동차 시트, 자동차 내부 부품, 보닛의 부품과 전자 부품 등에 적용된다.

그러나 PU 발포 프로세스에서는 여전히 플라스틱 상의 발포 위치를 파악하기 어렵다거나 발포 과정 중 오버 플로우로 인해 야기되는 폐기물 문제 등에 직면해야 한다. 그렇기 때문에 실무 상에서 종종 CAE 시뮬레이션 도구를 사용해 몰드 충전 및 발포 단계에 몰드 내의 동적 행위를 이해하고, 프로세스 매개변수를 조정하며 제품 설계를 최적화 한다. Moldex3D 화학 발포 성형(CFM) 모듈은 폴리우레탄 발포 시뮬레이션 기능 및 발포 동역학 시뮬레이션을 포함하고 있어 사용자가 PU 발포 프로세스 중의 충전과 발포 등 단계의 동적 행위를 포괄적으로 파악할 수 있다.

PU 재료는 점도가 낮은 특성을 갖기 때문에, 몰드 회전 기능을 활용하면 충전과 발포 단계 시의 발포재료 구성에 큰 도움이 될 수 있다. 또한 PU 발포재료의 기계적 성질을 평가하는 또 하나의 핵심 요소는 기포 크기 및 밀도이다. 이와 관련하여 Moldex3D의 시뮬레이션 기술을 사용하면 몰드 회전 영향 및 제품 상 여러 영역의 기포 크기 및 밀도를 모두 분명하게 관찰할 수 있기 때문에, 사용자가 미세 구조를 이해하고 보다 우수한 품질 관리 효과를 얻을 수 있다 (그림 1).

그림 1　사용자가 미세 구조 이해하는 데 도움이 되는 기포 크기 및 밀도 분포 계산

Moldex3D의 시뮬레이션을 통해, 사용자는 몰드 회전에서 중력과 원심력의 변화가 유동 및 발포 행위에 미치는 영향과 같은 중요한 정보를 많이 얻을 수 있다. 회전 주기, 각속도(그림 2)가 몰드 회전(그림 3) 계산 속에 포함될 수 있고, 애니메이션을 통해 성형 과정을 관찰할 수 있다.

그림 2　몰드 회전 프로세스 매개변수 설정：회전 주기와 각속도

그림 3　몰드 회전 30도 개략도

Moldex3D PU(폴리우레탄) 화학 발포 성형의 시뮬레이션 기능을 통해, 사용자는 몰드 회전이 PU 유동과 발포 행위에 미치는 영향을 포괄적으로 이해할 수 있다. 더욱 중요한 것은 PU 발포 제품 미세 구조 정보를 얻어 FEA 소프트웨어에 제공함으로써 제품의 기계적 성질을 예측할 수 있다는 점이다. 이것은 PU발포 프로세스를 파악하고, 완제품의 품질 제어에 있어 없어서는 안 될 중요한 정보이다.