반응 경화 사출 시뮬레이션이 필요한 이유
반응 경화 사출(Reactive Injection Molding)은 기존의 플라스틱 사출 공정과 유사하지만 사용하는 열 경화성 재료의 특성이 다릅니다.
RIM의 장점은 열 가소성 재료에 비해 상대적으로 점도가 낮기 때문에 높은 L/T 비율로 대형 제품을 쉽게 충전할 수 있으며 화학적 가교 결합을 거치면서 우수한 기계적 특성을 가진 제품을 생산할 수 있습니다.
충전 과정의 화학적 가교 결합 반응은 점도의 급격한 변화, 재료 유동과 금형 열 전도 사이의 상호 작용을 유발하는 인자가 되며 공정 제어 및 개선에 불확실성을 가져옵니다.
열 경화 재료는 재활용이 매우 어려우며 플래시(Flash), 번(Burn) 마크, 긴 사이클 타임 등과 같은 잠재적인 문제가 RIM 제품 개발의 주요 과제가 되고 있습니다. Moldex3D RIM은 리얼 3D 기술을 사용해 불포화 폴리에스테르, 폴리우레탄(PU), 액상실리콘(LSR), 에폭시(EPOXY) 등의 열 경화성 재료에 대한 RIM 공정을 분석하기 위한 솔루션을 제공합니다.
Moldex3D RIM는 충전, 경화, 제품 변형, 섬유배향, 인서트 사출 및 다양한 맞춤형 사출 공정을 시뮬레이션할 수 있습니다.
Moldex3D 솔루션
- 충전, 경화, 변형, 섬유배향, 인서트 사출 등을 포함하는 완벽한 리얼 3D 시뮬레이션
- 미 성형, Weld Line, Air Trap, Cure Rate, Velocity Vector, Transfer Pressure 등의 중요한 참고 자료 제공
- 열 경화성 재료의 압력, 온도, 가교 결합 반응으로 유발되는 체적 변화(Pressure-Volume-Temperature-Curing, PVTC) 및 다양한 재질의 열팽창 계수(CTE)를 반영하여 변형 예측
- 금형 온도 분포를 시각화 하여 금형 가열 시스템 최적화
- 고무 사출, PU재료를 사용한 RIM 공정에 대해, Scorch 지수를 계산하여 잠재적인 조기 경화 문제를 예측
Challenges
- 제품 및 금형 설계의 검증과 최적화를 통해 생산 비용을 낮추고 개발 기간을 단축합니다.
- 공정 개선으로 제품의 품질 및 경쟁력을 강화합니다.
자동차 범퍼 제품의 미 성형 실험 결과와 Moldex3D RIM 충전 패턴 비교
충전 완료된 단계의 경화 정도