고압다이캐스팅해석솔루션,CPI(CASTING PROCESS INSIGHT) for HPDC

Cast-Designer CPI (Casting Process Insight)는 FEM technology기반 강력한 주조해석도구로서,금속유동,고화 및 열전달에 대한 상세한 정보를 제공합니다.Cast-Designer CPI 는 주조품,금형설계 및 주조생산에 특화되어,전통적 수치해석보다 훨씬 뛰어난 기능을 탑재하고 있습니다.

Cast-Designer CPI를 사용하여,사용자는 주어진 주조방안과 오버플로 설계에 대하여충진문제나 고화문제가 발생할 잠재적 위치를 탐지할 수 있습니다.Cast-Designer CPI를 사용하는데 해석에 대한 전문가적 지식을 필요로 하지 않으며,해석이 매우빠르기 때문에다이캐스팅 방안설계를 검토하는데 요하는 시간이 거의 없어 아주 실용적입니다.따라서,Cast-Designer CPI는 모든 다이캐스팅 주조관계자(die caster), 툴제조자,주조품 설계자 어느 누구나,제품개발시간을 단축시키거나 다이 재작업을배제시키는데 사용할 수 있습니다.

제품의특장점

Cast-Designer CPI는 설계자와 엔지니어에게 주조품 설계,금형설계 및 생산 최적화를 위한 신속한의사결정, 이 모두를 지원하는,현시장에서 유일한 도구입니다.따라서,가장 실용적인 도구입니다.

  • 최신 FEM technology기반.
  • 어떠한 CAD 형상에도 고품질 메시를 생성하는가장 강력한 메시엔진.
  • 전통방법 대비 고 정확도을 갖는 혁신기술.
  • CAD 파트모델만으로 한 시간 내 실제에 근접한 가상결과 제공.
  • CAD와 설계와 해석이 결합된 동일한 사용자환경.몇 번의 클릭과 수분 내 해석모델 설정.
  • 사용하기 쉽고 매우 짧은 학습시간.

최상급 선도기술

Cast-Designer CPI의 또 다른 매력은 Cast-Designer의 설계기능과 완전히 결합되어 금형설계 단계에서나 주조생산 단계에서나 해석결과를 신속하게 얻을 수 있다는 점이다.예로,금형의 개념설계단계에, 여러 설계대안이 있을 수 있는데,여러 설계대안을 신속히 실행하여 이중에서 부적절한 설계대안을 신속히 제거하는 도구가 절실해 지게 됩니다.이러한 경우,전통적 수치해석으로 적용하기 난감할 수 밖에 없습니다.

ORIGINAL DESIGN

Air Entrapment in filling

Cast-Designer에서 여러 다른 설계방안을 수립하고 CPI해석에서 검증한 후,최종 제조용 최적설계를 선택함.

OPTIMIZED DESIGN

With Optional Sub-runner

W/O Optional Sub-runner

강력한 메시작업(Meshing)과 메시조립(Mesh Assembly)

오랫동안,파트메싱과 메시조립은FEM소프트웨어에서 가장 큰 난점이었으며 두통거리이었습니다.그러나 이제 Cast-Designer로 이것을 쉽고 간편하게 수행할 수 있게 되었습니다. 20년 이상의 연구를 통해,많은 혁신과 독점적 기술을 Cast-Designer에 수용하여,메싱작업공정이 정확성과 유연함을 유지하면서도 쉽고 강건해졌습니다.

  • hexahedron요소 생성하는 완전 자동 3D 메싱. CAE선지식 불필요.
  • 매우 빠르고 강건한 메시생성,방향에 따라 요소크기의 유연한 조정.
  • 메시결과의 즉시적 미리보기(preview)
  • 강력한 개체 재구성 및 ‘그룹’기능(기존 CAD구성품으로부터의 개체 추출이나 재결합 등).내장된 메시레벨불리언조작 기능으로,메시엔진은 골치아픈 모델링문제의 처리능력(원본 모델 내 CAD교차,개체겹침,구멍,깨진 표면 등).
  • 원본데이터는 CAD이거나 표면메시(즉, STL)이거나 두 가지가 혼합된 것 사용 가.
  • 교차,갭,구멍 및 더러운 CAD표면 같은 CAD문제 자동교정.

Full mould of aluminum wheel in LPDC

Full mould with cooling Channels in HPDC

Top Die: 721,320 elements, 195,099 nodes (Tetrahedron)

Casting Part: 436,679 elements, 604,052 nodes (Hexahedron)

Sand Core: 776,328 elements, 203,632 nodes (Tetrahedron)

Bottom Die: 976,940 elements, 259,331 nodes (Tetrahedron)

Cast-Designer에 적용된 혁신기술

  • 헐거운 메시기술(coarse mesh technology) 탑재 -박육부 피처(thin feature)나 얇은 벽(the thin wall)에 대해 합리적 요소수 적용
  • 충진공정 중 죽은 요소를 배제하는 자동 레이어 옵션
  • 상이한 메시밀도 적용 국부메시기술로메시블럭의 수에 대한 제한 없음.
  • 고품질메쉬 유지와 양품형상 묘사를 위한 고급 노드평활화( node smoothing) 기술과 매핑 기술.
  • 지정된 점들 상에 메시품질을 확인할 수 있는 ‘Mark point’기능.
  • 가장 경제적인 메시수로 미세한 형상피쳐에 대한 메시품질을 증진시키는 ‘Catch up fine feature’기능.
  • 매우 강력한 메시조립 기능.혼합 메시요소 지원 및 완전자동 지원.현 시장 독보적 기술.양호한 열전달을 위해 동일 노드위치를 갖는 다른 형태의 메시.
  • 특수 목적용 remesh 로 표면메시 생성.
  • 인베스트먼트 주조용 강력한 쉘(shell) 생성 기능.
  • 메시 파라미터를 데이터파일에 저장,언제든 재사용 가능.
  • 다양한 주조공정에 대한 온라인 지원.

HPDC에 대한 일반적인 해석속도

  • 오버플로 포함 일반적 주조방안(gating system) 설계, 약 30분
  • 해석모델 설정, 약10분
  • 일반적 열 및 유동 해석, 1시간에서 1.5시간
  • 엔지니어링 리포트, 약 30분

4 ~ 5 개 주조방안 설계대안에 대해 하루 작업으로 평가까지 가능!

전체 금형해석(FULL MOULD ANALYSIS)완벽 지원

완전한 금형메싱과 조립이 쉽게 수행될 수 있고 Cast-Designer 에서 하나의 버튼으로 수행될 수 있습니다.사실 표면경계 이면에 많은 혁신기술이 감춰져 있습니다.그중 하나가 재메시(re-mesh)기술로 이종 접촉 인터페이스(different contact interface) 기술입니다.

Casting and mould temperature of the casting process

Cycling simulation to achieve the thermal balance

전체 금형에 대한 주조품의 가장 양호하고 효과적인 비율을 갖는 메시조립.주조품 117,336노드, 고정금형부 44,993노드,이동금형부 55,997노드,여기에 여러 슬라이더들 사용.전체 유효비는38.2%에 달하였고,이 값은 매우 양호한 값이었음.

전체금형(full mould)에 대한해석기능으로 다음의 경우에 사용될 수 있습니다:

  • 보다 정확한 온도해석.보통 영구금형 중력주조에 있어서, 충진시간이 더 길고 금형두께가 열전달공정의 주역할을 담당하므로 정확한 온도해석은 필수적임.
  • 생산사이클 동안 안정적 온도분포를 위한 금형사이클 해석.
  • 수명시간을 검토하기 위한 금형열해석.
  • 전체금형(full mould)을 고려하기 위한 응력해석(stress analysis).

재질 데이터베이스(Material Database)

Cast-Designer는 재질데이터베이스를 표준으로 제공합니다.재질데이터베이스튼 400종 이상의 재질데이터를 포함합니다.각 재질의 초기값은 데이터베이스에 준비되어 있어,지정한 재질데이터베이스에서재질명을 클릭하기만 하면 사용할 수 있게 됩니다.또한,새 재질데이터를 추가하거나 기존 재질 값을 변경하거나 하여 쉽게 원하는 대로 데이터베이스를 고객맞춤 할 수 있습니다.

주조공정과 고급 모듈

  • Thixo-casting
  • 반고체 성형(Semi-solid forming) 및 액상 단조(liquid forging).
  • 스퀴징 주조(Squeezing casting) 및 국부 핀 스퀴징(local pin squeezing).
  • Al 및 Mg용 미세구조해석(microstructure analysis).
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