축열용량 기준 영역분할을 통한 사출금형 냉각회로 자동설계 방법연구
Study on the automated cooling circuit design method of injection mold based on the tessellation by the thermal storage capacity
- 주제(키워드) Cooling circuit design method of injection mold
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 이병옥
- 발행년도 2012
- 학위수여년월 2012. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000012960
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
현재 사출성형 CAE 프로세스에서는 냉각회로의 설계와 검증이 이루어지지 않은 상태에서 금형가공이 이루어져 성형품의 품질을 보장 할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 선행연구에서는 오프셋 프로파일(Offset profile)방법을 이용한 냉각회로 최적설계 자동화 프로그램을 개발하였다. 선행연구의 자동화 프로그램을 자동차 범퍼에 적용하여 우수한 결과의 표면 온도표준편차를 얻을 수 있었지만 두께 값의 변화가 있는 곡률이 큰 제품에서 상하금형의 온도차가 크게 나타나는 결과를 얻었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 제한점을 극복하기위하여 제품의 두께 변화에 적절한 자동화 프로그램을 고안하였다. 자동화 프로그램의 알고리즘은 영역을 분할 한 후 각 영역의 열량에 따른 냉각을 하는 축열용량 기준 영역분할 방법을 사용하였다. 분할된 영역에 대한 냉각점과 제품의 거리에 대한 기초연구를 통하여 이를 자동화 프로그램에 적용하였다. 이를 통해 선행연구의 실험계획법을 통한 최적화계산시간을 줄일 수 있어 더욱 빠르게 냉각해석 및 검증을 할 수 있어 실제 금형설계과정에 빠르게 적용할 수 있을 것으로 기대된다. 추가로 본 자동화 프로그램은 실무에서의 사용가능성을 높이기 위하여 금형의 블록화와 금형 내 가공가능성을 확인 및 가공 데이터를 생성 할 수 있는 기능을 추가하였다. 설계된 냉각회로가 블록화 된 금형에 대하여 가공가능 여부를 판단하고 불가능할 경우 자동수정을 할 수 있는 기능 또한 추가하였다. 대형제품군인 자동차 범퍼와 중소형제품군인 자동차 헤드램프 베젤에 적용한 결과 선행연구와 유사한 표면온도표준편차를 얻을 수 있었으며, 히스토그램과 면적분포율을 통한 정량적인 분석을 통하여 자동화 프로그램을 적용가능성을 확인 할 수 있었다.
more초록/요약
The design of cooling circuit has been often skipped in mold design in an industrial environment and it has reduced quality of products. In the previous research, an automated optimization program of cooling circuit using offset profile method has been developed in order to solve the problem. It was applied to design cooling circuit of the mold of the bumper, resulting uniformity of temperature distribution. However, the difference of mold temperature in the bottom and top was high in the products having a large curvature. Accordingly, in this study, in order to overcome the limitation of the previous method, we developed a proper automated program for cooling circuit. The method was dividing the part into sections with uniform thermal storage capacity. Baffle points on the center of divided section are located. We found that the optimum state of the temperature uniformity could be made when the ratio of baffle tube depth to the baffle distance was 1:2. The computing time was reduced to 4~10% compared with the previous program. Histogram and area distribution of temperature were used to confirm results quantitatively. Moreover, Functional part of the cooling circuit and the mold was checked against interferences. This function makes the design of actual mold much easier. The new automation program is proper for optimum cooling circuit for midium-size mold as well as big sized mold.
more목차
1. 서론
1.1 연구 동기 및 목적 1
1.2 연구내용 2
2. 본론
2.1 최적 영역크기 . 4
2.1.1 최적 영역크기 정의 . 4
2.1.2 최적 영역크기 특징 . 4
2.1.3 최적 영역크기와 냉각점의 관계 정의 5
2.2 자동화 프로그램 6
2.2.1 자동화 프로그램 언어 6
2.2.2 자동화 프로그램 체계 7
2.2.2.1 계산 순서 . 7
2.2.2.2 유디엠 파일 알고리즘 . 7
2.2.2.3. 냉각해석 타입 8
2.2.3 가공가능성 검토 기능 9
2.2.3.1 가공가능성 검토 알고리즘 . 9
2.2.4 블록화된 냉각설계에 따른 파일관리 기능 . 10
2.2.5 자동화 프로그램의 사용방법 11
2.2.5.1 입력파일 선택 및 재료선택 11
2.2.5.2 냉각회로 가공면 정보입력 및 저장 13
2.2.5.3 냉각회로 생성 및 자동 냉각해석 . 14
2.3 프로그램 적용 결과 . 14
2.3.1 냉각회로 대상 . 14
2.3.2 전처리 단계 15
2.3.3 입력 값 16
2.3.4 금형 냉각해석조건 . 16
2.3.5 MPI 해석결과 분석 17
3. 결론 19
참고문헌 20
Abstract . 21
부록 22
