지정 제품온도를 위한 사출 금형 냉각회로 자동최적화 연구
A Study of automated optimization of injection-mold cooling-line design with predefined product temperature
초록/요약
제품설계단계에서 최적화된 냉각회로 설계를 할 수 있도록 선행연구에서 최적 냉각회로가 자동으로 설계되도록 하였다. 선행연구에서는 초기 연구로서 제품의 목표온도 설정에 대한 기능이 없이 제품온도편차를 최소화하도록 하였다. 그러나. 목표온도설정은 실제 금형 냉각회로 설계시 중요한 고려사항으로서 금형 냉각회로 설계시 설정되도록 하는 것이 바람직하다. 선행연구의 다른 문제점 중 한가지는 최적화 과정에서 싸이클 타임이 고정되어 있지 못 한 점이었다. 싸이클 타임이 길면 제품 평균온도는 낮아지고, 반대로 싸이클 타임이 짧으면 제품평균온도는 높아지기 때문에 제품 목표온도를 고정하기 위해서는 싸이클 타임 역시 고정되어야 한다. 본 연구에서는 목표온도 설정 기능을 구현하여 실제 현장에서 냉각회로 설계시 현실적인 최적 금형 냉각회로를 생성할 수 있도록 하였다. 목표온도설정을 위한 기초연구로서 싸이클 타임변화에 따른 제품평균온도 검토, 시간에 따른 금형표면온도 변화 검토, 몰드플로우 프로그램에서 금형 표면온도의 역할 조사, 냉각수 유입온도 변화에 따른 제품 평균온도 검토를 수행하였다. 본 연구에서는 싸이클 타임을 제품 살두께를 기준으로 설정하도록 하였다. 선행연구에 비해 짧아진 싸이클 타임 설정으로 인해 제품온도편차가 상승하였으나, 제품온도편차를 줄이기 위해 일정한 편차를 벗어나는 고온영역과 저온영역에 부분최적화를 적용하였다. 부분최적화를 통하여 제품 평균온도가 일정한 편차 이내로 유지하는 최적 냉각회로를 생성할 수 있었다.
more초록/요약
In the previous research, automated optimization software of mold cooling circuit was developed for part-design engineers to optimize the cooling circuit in the part design stage. The software does not have a function of settling a target temperature of the part. However, it is desirable to set the part temperature because it is an important factor for mold-design engineers. Another problem of the previous research is that the cycle time is not fixed in the optimization process. The longer the cycle time is, the lower the part temperature will be. Therefore, the cycle time needs to be fixed for a consistency of part temperature in the optimization process. In this study, the function of setting the part temperature is implemented to the automated optimization software in order for engineers to utilize the software practically. The effect of the cycle time on the part temperature, the mold surface temperature variation with time, the role of the mold surface temperature in the Moldflow V. 6.0 and the effect of the coolant temperature on the part temperature were examined. In this study, the cycle time was determined by the cooling time of the part thickness. The temperature deviation increased due to shorter cycle time compared with the previous research. To reduce the temperature deviation, the localized optimization was applied to hot or cold spots having a larger deviation than a specific value. As the result, the optimizd cooling circuit having a specified deviation was generated for a predefined part temperature.
more목차
1. 서론 = 1
1.1. 연구 동기 및 목적 = 1
1.2. 연구 내용 = 2
2. 본론 = 5
2.1. 냉각회로 최적설계 자동화 = 5
2.1.1. 냉각회로 최적화 체계 = 5
2.1.2. 냉각회로 최적화 특징 = 6
2.1.3. 냉각회로 최적화 설계변수 및 목적함수 = 7
2.2. 목표온도 설정을 위한 기초 연구 = 8
2.2.1. 냉각시간에 따른 금형표면온도 변화 = 9
2.2.2. 싸이클 타임 변화에 따른 제품 평균온도 비교 = 12
2.2.3. 2.2.3. 냉각수 유입온도 변화에 따른 결과 검토 = 14
2.2.4. 냉각수 유입온도 조절에 따른 최적해 검증 = 16
2.3 부분최적화 효과검증을 위한 기초 연구 = 17
2.3.1. 고온 영역에 대한 수동 부분 최적화 = 17
2.4 전체 최적화 해석진행 = 19
2.4.1 설계변수 범위 및 목표 온도 = 19
2.4.2. MPI 해석조건 = 19
2.4.3 최적화 냉각 설계 결과제시 = 20
2.4.4 냉각수 유입온도에 따른 최적해 검증 = 23
2.5 부분 최적화 해석진행 = 24
2.5.1 설계변수 범위 = 24
2.5.2. MPI 해석 조건 = 25
2.5.3 부분 최적화 냉각 설계 결과 제시 = 25
3. 결론 = 28
부록 = 29
참고문헌 = 32
Abstract = 33
