복합소재 제품의 섬유 배향 예측을 위한 몰드플로우 (1)

향상된 섬유 배향 예측 모델을 통한 제품 개발 활용

복합소재를 사용하여 부품을 개발하는 경우, 대부분이 기존 스틸 대비 무게를 감량하면서 스틸과 동등한 강성을 유지하는 것이 목표일 것이다. 부수적으로 설계를 최적화하여 어셈블리되는 부품의 수를 절감하는 것이 중요할 것이다.
몰드플로우(Autodesk Moldflow)에서는 향상된 섬유 배향 예측 모델을 통해 FRP 사출 공정으로 제작되는 제품 내의 섬유 배향을 정확하게 예측하여 이를 실무에 적극 활용할 수 있도록 해당 기능을 제공하고 있다. 이번 호부터 2회에 걸쳐 몰드플로우를 활용한 복합소재 제품의 섬유 배향 예측에 대한 내용과 장섬유를 활용한 SMC 압축 성형 해석 공정 및 해석 사례에 대해서 소개하고자 한다.

■ 연재순서
제1회 향상된 섬유 배향 예측 모델을 통한 제품 개발 활용
제2회 압축 성형 공정(SMC)을 위한 몰드플로우 활용법

■ 이왕화
한국델켐 Design & Simulation 사업본부의 선임컨설턴트로, 몰드플로우를 활용한 복합소재 사출 해석 및 컨설팅을 담당하고 있다. 국민대학교 자동차공학전문대학원에서 소성 가공 해석 및 복합소재 구조, 성형 해석을 전공하였다.
이메일 | wh.lee@delcam.co.kr
홈페이지 | www.delcam.co.kr

1. 오토데스크 시뮬레이션 제품군
오토데스크는 해석을 위한 다양한 시뮬레이션 제품군이 준비되어 있다.
오토데스크 인벤터 나스트란(Autodesk Inventor Nastran)은 포괄적인 FEA(유한요소해석)를 사용하여 선형, 비선형, 열 및 동적 해석을 통해 제품 성능을 예측할 수 있다. 제조에 앞서 설계를 최적화하고 제품 작동 상태를 검증할 수 있다.
오토데스크 CFD(Autodesk CFD)는 유체역학, 열 관리 및 공기 유동 해석을 위한 정확하고 유연한 소프트웨어로, 제품 개발 프로세스 초기에 문제를 해결하고 보다 현명한 의사 결정을 내릴 수 있도록 한다.
오토데스크 몰드플로우(Autodesk Moldflow)는 전체적인 플라스틱 사출 성형 공정을 시뮬레이션할 수 있다. 부품 설계, 금형 설계 및 제조 공정을 최적화할 수 있다. 또한 고품질 플라스틱 제품을 제작하고 잠재적인 제조 결함을 방지할 수 있다.
오토데스크 헬리우스 PFA(Autodesk Helius PFA)는 몰드플로우에서 도출된 섬유 배향 결과를 앤시스, 나스트란, 아바쿠스 등의 FEA 솔버와 연결하여 구조적 검증을 진행할 수 있다.
오토데스크 넷팹(Autodesk Netfabb)은 적층제조, 설계 및 시뮬레이션을 위한 소프트웨어이다. 적층 제조 설계 최적화, 금속 적층 프로세스 시뮬레이션, 멀티 스케일 모델링을 사용하여 부품의 열 및 기계적 반응을 예측하고 빌드 오류를 줄일 수 있다.

그림 1. 오토데스크 시뮬레이션 제품군 라인업