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Report of Casting Simulation for DAELIM Motor Co., Ltd. Process High Pressure Die Casting Product λ-Engine Cylinder Head Cover LH. 23 March 2004. 해석조건 및 격자생성. 해석 전략. 격자 생성 : 비등간격 격자. 해석 (2 Types) Type 1 : V L →V H = 0.4 → 1.5 m/s ( 저속 / 고속거리 260 mm / 110 mm ) - PowerPoint PPT Presentation
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Report of Casting Simulation forDAELIM
Motor Co., Ltd.
ProcessHigh Pressure Die Casting
Product λ-Engine Cylinder Head Cover LH
23 March 2004
해석조건 및 격자생성
격자 생성 : 비등간격 격자 해석 전략
해석 (2 Types)
Type 1 : VL→VH = 0.4 → 1.5 m/s
( 저속 / 고속거리 260 mm / 110 mm )
Type 2 : VL→VH = 0.3 → 2.0 m/s
( 저속 / 고속거리 270 mm / 90 mm )
해석조건1. 제품 : ADC12
2. 금형 : SKD 61
3. 주입조건 :
고속 / 저속 천이
해석 방법1. Mould Filling Pattern
2. Velocity Distribution
3. Local Filling Patten Analysis Number of Mesh : 508 X 356 X 169 = 30,563,312
좁은 영역에 Mesh 를 집중
사출조건
사출조건
슬리브 부피 = πX(55)2X400 = 3801327.111 mm3
충전용탕 부피 =616,284 + 775,632 + 176,203= 1,568,119 mm3
충전율 = 충전용탕 부피 / 슬리브 부피 = 41.25%
슬리브 충전거리 = 400mm X 0.41.25= 164mm → 236mm(stroke)
저속충전 부피 = 부피 ( 런너 , 게이트 ) – 비스켓 부피 + 제품부피 X 0.05
= 369,966.067 mm3
※ 일반적으로 게이트 충전 직후 제품의 5% 충전시에 고속으로 전환
유효 저속거리 = 저속충전부피 / πX(55)2 = 38.93mm (5%)
최적 저속거리 = 236mm + 38.93mm = 274.93mm
Type1
1 차 사출조건
400
fs = 41.25%
중력방향
260110 20
제품부피 : 775,632 mm3
오버플로우 부피 : 176,203 mm3
10
Type2
2 차 사출조건
27090 30
10
부피 ( 비스켓 , 런너 , 게이트 ) :616,284mm3
사출조건
사출조건
Type1
1 차 사출조건
400
fs = 41.25%
중력방향
260110 20
10
Type2
2 차 사출조건
27090 30
10
부피 ( 비스켓 , 런너 , 게이트 ) :616,284mm3G8
G7G6
G5G4
G3G2
G1 게이트 단면적
충전용탕부피 = 1,568,119 mm3
밀도 (ADC12) = 2700 kg/m3
충전량 = 충전용탕부피 X 밀도 (ADC12)
= 1,568,119 mm3 X (2.70 X 10-3 g/ mm3) = 4.2 Kg
전체 게이트 단면적 = 393 mm2
( 밀도 · 속도 · 단면적 )( 게이트 ) = ( 밀도 · 속도 · 단면적 )( 슬리브 )
50 m/s X 게이트 단면적 = 고속속도 ( 슬리브 ) X π(55)2
-1 차 사출조건 ( 고속속도 )
고속속도 ( 슬리브 ) = 36.27 m/sec X 393 / π(55)2 = 1.5 m/sec
- 2 차 사출조건 ( 고속속도 )
고속속도 ( 슬리브 ) = 48.36 m/sec X 393 / π(55)2 = 2.0 m/sec
- 적정 고속속도 고속속도 ( 슬리브 ) = 50 m/sec X 393 / π(55)2 = 2.067 m/sec
전체 게이트 단면적 = 393 mm2
G 2 : 34.5 mm2 = 8.8 %
G 4 : 45 mm2 = 11.45 %
G 6 : 52.5 mm2 = 13.35 %
G 8 : 64.5 mm2 =16.41 %
G 1 : 48 mm2 = 12.21 %
G 3 : 45 mm2 = 11.45 %
G 5 : 52.5 mm2 =13. 35 %
G 7 : 51 mm2 = 12.97 %
Fluid Flow Analysis Type 1
▶Flow Pattern (Type1)
Fluid Flow Pattern Type 1
Fill Rate : 62.24%Time : 0.1375s
Fill Rate : 69.25%Time : 0.1527s
Fill Rate : 87%Time : 0.1913s Fill Rate : 95%
Time : 0.2103s
- 저속 / 고속 천이구간- 용탕이 Runner 에 충진이 완료하지 않은 상태
- 고속 진행구간-용탕이 Runner, ingate 에 충진이 완료된 상태
- 충진의 전체적 패턴- 중앙부에서도 우측방향에서 우선 충진됨
- 최종충진 부위 -Hole 을 기준으로 용탕이 분기되어 용탕의 선단부가 겹치는 현상이 발생함
▶Flow Pattern (Type1)
Fluid Flow Pattern Type 1
Fill Rate : 68.25%Time : 0.1505s
Fill Rate : 85.75%Time : 0.1886s
-Over Flow 가 필요 없음- 불필요한 Over Flow 의 설치로 Cavity 내에 압력의 loss 발생 가능
Hole 주위에 기포 혼입을 방지하기 위해 Over Flow
설치가 적절함
Hole 주위의 Cavity Volume 이 크므로 용탕의 선단이 주위로
전진하고 나서 충진됨
Hole 주위의 Cavity Volume 이 크므로 용탕의 선단이 주위로
전진하고 나서 충진됨
Inverse Contour
Inverse Contour
▶Local Flow Pattern (Type1)
Fluid Flow Pattern Type 1
Fill Rate : 68.25%Time : 0.1505s
전진하는 용탕이 서로 겹치지만Over Flow 방향으로 전진하므로
용탕의 충진상의 문제는 없음
Over Flow 역할이충분하지 않음
▶Local Flow Pattern (Type1)
Fluid Flow Analysis Type 2
▶Flow Pattern (Type2)
Fluid Flow Analysis Type 2
Fill Rate : 78.7%Time : 0.2134s
Fill Rate : 81.5%Time : 0.2209s
Fill Rate : 96.75%Time : 0.2616s
Fill Rate : 94.75%Time : 0.2563s
- 저속 / 고속 천이구간- 용탕이 Runner 에 충진이 완료하지 않은 상태
- 고속 진행구간-용탕이 Runner, ingate 에 충진이 완료된 상태
- 충진의 전체적 패턴- 중앙부에서도 우측방향에서 우선 충진됨
- 최종충진 부위 -Hole 을 기준으로 용탕이 분기되어 용탕의 선단부가 겹치는 현상이 발생함
▶Flow Pattern (Type2)
Fluid Flow Analysis Type 2
Fill Rate : 79%Time : 0.2142s
Hole 주위의 충진이 늦어Gas 배출이 원할하지 않음
Fill Rate : 92.25%Time : 0.2496s
▶Local Flow Pattern (Type2)
Inverse Contour Inverse Contour
Fluid Flow Pattern Type 2
전진하는 용탕이 서로 겹치지만Over Flow 방향으로 전진하므로
Surface Fold 현상은 나타나지 않음중앙부분과 측면부에서 전진하는
용탕이 서로 겹쳐 기포혼입이 예상됨
Fill Rate : 90%Time : 0.2436s
▶Local Flow Pattern (Type2)
Inverse Contour
Gas 배출이 원할하지 않음
Fluid Flow Pattern
Over Flow 역할이충분하지 않음 -Over Flow 역할이 충분하지 않음
- 용탕의 충전 과정에서 gas 배출 등 의 효과가 없음
▶Local Flow Pattern (Type2)
Over Flow 를 제거하거나위치를 gas 빠져 나가는 곳으로 이동하는 것이 좋음
Gas 배출이 필요한 부분
Hole 주위의 gas 배출 또는 보온효과가 있음
Type 2
A’
A
A’
A
Summary
1. Type1 (1 차 사출 조건 ) 과 Type2 (2 차 사출 조건 ) 비교Type1 Type2
- 저속 / 고속 천이구간에서
용탕이 Runner 에 충진이
완료하지 않은 상태
Section AA’Section AA’
-저속구간을 연장했을 경우
ingate 부근의 용탕이
Cavity 내에 안정적으로 충진
-용탕의 안정적인 충전을 위해
Type2 경우의 저속구간 보다
증가시켜주는 것이 효과적
( 저속구간 길이 : 274.93mm)
Ingate 근처에 용탕의 흐름이 역류하는 현상이 발생
Ingate 근처에 용탕의 흐름이 Type1 에 배해 비교적 양호한 흐름
Summary
2. Gate size
G8G7G6G5G4G3G2
G1
- 현재방안에서 충진의 전체적 패턴- 제품 중앙부에서도 우측방향에서 우선 충진됨
- 초기 충진 과정에서는 제품 중앙부 에서 우선적으로 충진되지만 충진이 진행됨에 따라 용탕의 선단면의 균형 유지
G8G7G6G5
G4G3
G2G1
- 용탕의 충전 균형을 이루어 주기 위해 G3, G4 의 단면적 증가 또는 1 개의 ingate 로 통합- 우측의 G8 의 단면적 감소
- Flow pattern of Type1,2- Ideal Flow pattern
Summary
3. Over Flow
- OF1, 3, 13 으로 용탕이 우선 충진되므로 Over flow 의 역할이 충분하지 않음-불필요한 Over Flow 의 설치로 용탕 충전시 Cavity 내부의 압력 loss 발생-Hole 주변의 Over Flow 는 안정으로 gas
배출을 하므로 OF 2, 12, 14 는 적절함
- OF4~11 은 제품 끝부분에 설치되어 있 어서 용탕이 최종적으로 충진되는 부분이므로 Over Flow 의 설치는 안정적인 gas 배출을 위해 적절함
OF1
OF2
OF3
OF4OF5
OF6 OF7OF8
OF9 OF10OF11
OF12
OF13
OF14
OF1
OF2
OF3
OF4OF5
OF6 OF7OF8
OF9 OF10OF11
OF12
OF13
OF14
▶Over Flow (1~3, 12~14) ▶Over Flow (4~11)