금형 생산에서 제조를 위한 설계(DFM)은 금형 설계자가 모든 관련 정보를 수집하고 금형 설계에 적용하여 금형 제조의 초기단계에서 금형 제조 가능성을 평가하는 것을 의미한다. 또한 그들은 성공적인 금형 생산을 보장하기 위해 유동 밸런스, 구조 응력 및 조립 공차를 포함하여 많은 다른 요인을 고려해야 한다. DFM은 사출 성형 공정의 초기 단계에서 금형 설계자들이 금형 설계의 변경 및 최적화 달성과 비용 절감, 경량화 설계와 탄소 배출 감소 등의 생산 목표를 달성할 수 있게 한다.

전통적인 금형 설계 단계에서 금형 설계자들은 금형 설계의 초기 단계에서 먼저 게이트의 수량과 위치를 결정하고, 그 후 완전한 러너 시스템을 설계했다. 그 다음, 그들은 설계된 delivery system이 유동 밸런스를 만족하는지 분석하기 위해 충전 시뮬레이션 소프트웨어를 활용 할 것이다. 위의 모든 작업을 완료 후, 그들은 냉각관과 취출 시스템과 기타 몰드 베이스 설계를 준비 할 것이다. 이렇게, 유동 밸런스 해석은 DFM 과정에서 결정적인 부분이다.

초기 단계에서 제품설계의 초기 평가를 위한 요구를 만족시키기 위해 Moldex3D는 높은 계산 속도 및 효율, 빠른 시뮬레이션 결과를 달성하기 위한 효과적인 솔루션을 제공하는 새로운 기능을 도입했다. 유동 밸런스 해석의 정확성 또한 매우 향상되었다. 그리고 최근 Moldex3D R13에서 사용자는 완전한 러너 시스템을 가져오지 않고 단지 게이트 위치만 지정하면 시뮬레이션 해석을 실행할 수 있다. 시뮬레이션 정확도는 완전한 러너 시스템이 있을 때와 같은 수준이다.

이 솔루션은 완전한 러너 시스템 프로젝트 해석과 같은 3D 수치 시뮬레이션에 근거한다. 또한 유동이 균형적일 때 주어진 수지 유동 조건과 게이트 사이의 에너지 보존법칙을 따르고, 충전 해석에서 완전한 러너 시스템과 동일한 해석 정확도를 달성하기 위한 동적 조정을 갖는다.

그러므로, 사용자는 러너 시스템 해석에 소요되는 시간을 단축 할 수 있고, 신속하게 게이트 수과 게이트 위치를 결정할 수 있으며 러너 시스템이 추가된 후 반복 설계 시간은 더욱 감소 할 수 있다.

핸드폰 외관 제품(Fig.1)을 샘플로 전통적인 해석 방법의 결과와 Moldex3D의 강화된 솔루션을 비교하였다.

Fig.1 The gate locations and the thickness distribution of the product

전통적인 해석 방법에서, 금형 설계자는 게이트 위치에 기반한 완전한 러너 시스템을 생성해야 했다. Moldex3D 강화된 솔루션의 해석 방법에서, 사용자는 러너 시스템 생성 없이 바로 시뮬레이션 해석을 진행할 수 있다.

아래 그림에서, Gate contribution 해석결과의 정확성은 거의 일치한다.

                                        
                      Integrated Runner Layout                                                   Quick Design without Runner Layout
Fig. 2 The comparison of the simulation results of the traditional analysis process
(left) and Moldex3D enhanced solution (right)

뿐만 아니라 Moldex3D의 강화된 솔루션은 또한 게이트 설계 효율을 향상 시킨다. 자동차 인테리어 제품(Fig. 3)을 가져와 비교하였다. Moldex3D의 강화된 솔루션과 함께 사용자는 각각의 게이트 영역에서 유량 변화와 흐름 효율이 좋지 않은 게이트를 식별하여 더 나은 게이트 위치를 연구하여 유동밸런스를 최적화 할 수 있다.

Fig. 3 Moldex3D enhanced solution displays the history of the flow rate changes in each gate area

시뮬레이션 해석은 사용자가 금형 내부의 용융 수지 흐름을 이해할 수 있게 하고 제품 결함과 변형의 잠재된 이슈를 예측 할 수 있게 한다.

또한 시뮬레이션 해석은 설계 변경의 빠른 변화를 용이하게 하고 사용자가 제품 설계와 공정 변수를 쉽게 최적화 하는 것을 도와준다. Moldex3D의 강화된 솔루션은 일반적으로 전통적인 시뮬레이션 과정에서 여전히 높은 분석의 정확도를 달성할 수 있고 러너 시스템 구축에서 사용자의 시간을 더욱더 절약한다. 특히, 사용자가 게이트 위치를 바꾸려 할 때 Moldex3D의 강화된 솔루션은 금형 설계의 최적화를 효율적이고 빠르게 도와주며 시뮬레이션 시간을 크게 감소시킨다. 더욱이 Moldex3D의 강화된 계산능력은 빠르고 보다 효과적이고 신뢰할 수 있는 시뮬레이션 해석을 제공한다. 이러한 기능은 사용자가 빠르게 변화하는 글로벌 시장에서 경쟁력을 극대화하기 위해 제품 개발과정을 단축 할 수 있다.