The Next Generation of Polymer Injection Molding Simulation

Thermoplast

Elastomer & LSR

Thermoset

MIM & CIMThixo

Solutions for Every Application

SIGMASOFT® 는 복잡한 사출 금형 구조와 사출 성형 공정을 고려한

해석이 가능하도록 개발되었습니다. 여러 분야에서 발생하는 복잡

한 사출 성형 문제에 대응하기 위해 다양한 모듈이 제공되고 있습

니다. SIGMASOFT® 를 통해서 시제품 및 금형 제작에 소요되는 시간

과비용을최소화할수있습니다.

SIGMASOFT® Modules

SIGMASOFT® 는재료특성에따른다양한모듈로구성되어있습니

다.

SIGMASOFT®

SIGMASOFT® 는 현재 사출성형 분야에서의 제품 개발, 금형 설계, 생산(공정) 단계에서 발생하고 있는 여러가지 문제점들을 극복하기 위해

개발된사출성형해석 소프트웨어입니다. SIGMASOFT® 는 다양한재질의 사출성형 해석이 가능합니다. 플라스틱뿐만 아니라 고무(엘라스

토머), 열경화성수지, LSR(액화실리콘 고무), PIM, Thixo 재질의 사출성형 해석을할수 있습니다. 금형구성 요소및 모든 공정에대하여사

용자가 조건을 설정할 수 있어 보다 현실적인 결과를 얻을 수 있습니다. 자유도 높은 조건 설정이 해석결과의 정확도를 올려주고, 금형 수

정작업을최소화하여시간과비용을절감할수있고고품질의제품을생산할수있습니다.

ENERGY MANUFACTURE RETAIL

HIGH TECH ELECTRONICS TELECOM

AEROSPACE RESOURCES AUTOMOTIVE

Virtual Injection Molding

Mold Design & Process Optimization

SIGMA LINK

SIGMAlink는 SIGMASOFT® 에서의 사출성형 해석 결과를 구조 해석

으로 연동하는 기능입니다. 구조 해석 시 열팽창계수, 변형량, 잔

류응력 결과 뿐만 아니라 웰드라인, 섬유 배향 등의 여러가지 결

과에대한이방성특성을맵핑할수있습니다.

• ABAQUS (*.Inp)• MSC/PATRAN (Neutral File, *.pat)• MSC/MARC, NASTRAN (through PATRAN)• UG (I-DEAS) (Universal File, *.unv)• INTES (PERMAS, *.dat)• ANSYS (ANSYS, *.ans, *.cdb)• MAGNA (STEYR FEMFAT, *.unv)• ALTAIR Engineering (HYPERVIEW, export only, *.h3d)• ALTAIR Engineering (RADIOSS, *.rad)• ESI Group (LS Dyna)• STL, CT-data (import only)

SIGMA CAD

SIGMASOFT® 에서는 대부분의 CAD 데이터를 가져와서 해석할 수

있습니다. 제품 형상만 고려한 해석 뿐만 아니라 완전한 금형 형

상, 런너시스템, 냉각채널 등을 고려한 해석이 가능합니다. 아래

와같은 CAD 확장자를사용할수있습니다.

• STL• STEP• Catia V5• Creo (Pro/E)

또한 해석 후 변형된 제품 형상을 STL 확장자로 Export 할 수 있습

니다.

SIGMA Optimization

실험계획법을 기반으로 하는 Autonomous Optimization 은 사용자

가 해석을 통해 얻고자 하는 목표를 정의하면, 그 목표에 영향을

줄 수 있는 변수들을조합하여 해석후 최적화된조건을제시합니

다. 사용자의작업시간을최소화 하면서 설계 단계에서의여러 시

행착오를줄여, 제품의자유로운 디자인과최적의공정조건을 설

정할수있도록도와드립니다.

SIGMASOFT simulation

FE-mesh with

simulation results

SIGMA LINK

Import CAD geometries

Autonomous optimization

제품변형을 최소로하는 공정조건

Advanced Technology

SIGMA Result

사출 & 보압 (Filling & Packing)

SIGMASOFT® 는 사출, 보압 중 발생하는 잠재적인 문제를 예측할

수있으며복잡한성형공정을최적화할수있습니다.

냉각거동 (Cooling Behavior)

금형 내부/외부에서 지속적으로 열전달이 일어나기 때문에 냉각

은 최종 사출 제품의 품질을 결정하는 중요한 요소입니다.

SIGMASOFT® 에서는 금형의 복잡한 열적 상태변화를 고려하여 냉

각해석을합니다.

경화 & 가류 (Cuirng)

SIGMASOFT® 는 다른 소프트웨어와는 차별화되는 특징으로 엘라

스토머 (고무)의 가류 정도와 열경화성 수지의 경화 정도를 정확

히해석할수있습니다.

멀티사이클 (Multi-Cycle Simulation)

멀티 사이클 해석으로금형의 준안정화 상태를 확인할수 있고 모

든금형부분의온도를알수있습니다.

웰드라인 (Weldline)

SIGMASOFT® 는 웰드라인의 위치만 보여주는 것에 그치지않고 웰

드라인의강도(생길확률), 유동선단이만나는온도, 압력, 각도를

예측할수있어매우정확한분석이가능합니다.

벤트설계 (Venting)

적절한벤트 설계가되지않으면유동 불균형이 일어나제품품질

이 낮아지게 됩니다. SIGMASOFT® 는 제품 모델에 최적화된 벤트

설계를 도와드립니다. 갇힌 공기에 의한 압력과 기하학적 크기,

미성형가능성까지해석합니다.

입자추적 기능 (Trace Particles)

SIGMASOFT® 는입자를활성화시켜유동선단에대한시각화를가

능하게 합니다. 특히 사출, 보압, 냉각 단계에서 수지의 혼합이나

고립, 유동방향이 바뀔 수 있는 특성을 예측할 수있으며, 입자거

동을통해웰드라인의생성, 소멸특성도예측가능합니다.

섬유배향 (Fiber Orientation)

섬유 강화소재(GFRP, CFRP)의배향변화로인한이방성 특징을해

석할수있습니다. 단섬유와장섬유모두가능합니다.

결정화 (Crystallization)

열가소성 – 결정성 수지의 상변화를 예측하고 해석 중 결정화도

를 대입해 사출 중, 취출 후까지 수축 변형에 대하여 매우 정확한

해석이가능합니다.

수축 & 변형 (Shrinkage & Warpage)

수축 & 변형이일어나는모든원인 (Ex : 보압, 배향, 금형의온도분

포, 결정화, 금형의 수축 구속, 응력완화 등) 을 분석하여 제품 온

도가 상온에 도달 할 때까지 공정별로 휨, 뒤틀림, 변형률, 응력을

예측할수있습니다.

인서트 변형 (Insert Deformation)

플라스틱, 고무 사출 성형 시 수지 유동에 의해 인서트에 가해지

는 사출 압력, 보압 압력으로 발생하는 인서트 변형을 예측할 수

있습니다.

제품취출 (Part Ejection)

제품 취출 시 취출 핀, 플레이트의 압력에 의해 변형과 응력이 발

생합니다. 핀이 제품에 닿을 때의 접촉 압력과 변형률 예측이 가

능합니다

취출후냉각 (Cooling After Eject)

취출 후응력완화와결정화가 변형에크게영향을주는경우가 있

으므로이를해소하기 위하여어닐링, 퀜칭과같은열처리해석이

가능합니다.

이중사출 (Two Component Rotation Molding)

SIGMASOFT® 는 이중 사출 모듈을 제공합니다. 한 프로젝트 내에

서 1차 사출한 제품을 2차 사출 시 인서트 형상으로 고려하여 해

석을 할 수 있으며 1차 사출과 2차 사출을 다른 종류의 수지로 해

석할수있습니다. (Ex. 1차열가소성수지, 2차 LSR 등)

핫런너 최적화 (Optimizing Hot Runners)

SIGMASOFT® 는 핫런너 해석을 제공합니다. 핫런너 시스템 전체

구성요소를 고려하여해석할 수있습니다. 해석을 통해 적절한온

도센서의 위치, PI컨트롤, 핫런너 시스템 부품 설계를 할 수 있습

니다. 공정 중 핫런너 시스템 내에 잔류하거나 유동하는 수지의

특성도고려하고있습니다.

자동메쉬 생성 (Auto Mesh)

FEM-Mesh 를 사용하는 사출 성형 해석 소프트웨어는 복잡한 메

쉬 모델링을 위한 전문가가 필요하지만 SIGMASOFT는 FVM-Mesh

방법을 사용해 자동으로 사용자의 수작업 없이 메쉬를 생성할 수

있습니다.

Advanced Technology

Advanced Technology

핫 런너 해석

손쉬운 메쉬 생성섬유 배향 (Fiber Orientation)

이중 사출

고무 제품의 가류(Curing)정도 결정화 곡선

취출 핀에 의한 응력

입자 유동 해석

Virtual Molding Thermoplast

SIGMASOFT® Thermoplast 모듈 해석의 시

작은 간단한 제품 해석으로 부터, 냉각 채

널 , Single component 또 는 Multi

component의 금형 해석까지 발전해왔습

니다. 현업을 고려한 3D 금형 시스템의 열

적 특성을 모듈 개발에 가장 중요한 기반

으로삼았습니다.

SIGMASOFT® Thermoplast 모듈은 사출, 보

압 그리고 냉각 거동 뿐만 아니라 제품의

모든 열물리적 변형과 금형 내부에서의

열흐름을예측할수있습니다.

Benefits

제품변형 예측

열적, 물리적 상호 작용과 금형 내부에

서의 변형, 그리고 취출 후 열처리 공정

에서의변형도예측이가능합니다.

기계적 강도저하 영역예측

웰드라인, 공기 갇힘 결과 뿐만 아니라

섬유 배향 특성과 사출 유동 계산 중 점

도 변화 영향 까지 예측이 가능하여 기

계적으로취약해지는지점을미리파악

하여보완할수있습니다.

최적사이클 계산

금형의 온도 안정화 해석과 사출 해석

을 동시에 진행할 수 있어 실제 사출 장

비에서금형의안정화를위한사이클을

줄일수있습니다.

정확한 결정화거동 예측

결정성플라스틱의결정화를해석할수

있기 때문에 보이드와 열점의 정확한

예측이가능합니다.

최적냉각 채널설계

금형이제작되기전에여러가지컨셉의

냉각채널을 빠르고 편하게 테스트 할

수있습니다.

공정최적화

공정은여러사이클에걸쳐이루어지기

때문에 사이클 간 소요되는 시간이 생

기게 되는데 이러한 시간도 고려하여

해석할수있습니다.

SIGMASOFT® Thermoplast

냉각 채널 설계에 따른 금형 온도 가상 온도 센서로 공정 중 금형 온도 변화 확인

변형, 수축 해석

Key Features

• 열가소성수지의사출, 보압, 냉각해

석

• 섬유배향해석

• 결정성수지의결정화예측

• 외부냉각시스템과취출후열처리

해석

• 금형내, 외부에서의제품수축변형

• 사출, 보압중코어와인서트변형

• 이젝터핀에의한제품변형

• Multi-component 해석

• 냉각채널최적화

• 에너지효율분석

Virtual Molding Thermoset

SIGMASOFT® Thermoset 모듈은 모든 금형

구성요소를 고려하여 해석이 가능한 해석

소프트웨어 입니다. 수지, 사출 중 온도, 공

정 횟수, 경화 거동 등의 원인으로 발생하

는 모든 현상을 고려할 수 있습니다. 유동

과 경화 거동을 정확히 해석하여 3D 그래

픽으로 확인할 수 있습니다. 복잡한 현상

인제팅(Jetting)이나플러그흐름(Plug flow)

해석이가능합니다.

Benefits

최적의 공정설정

제품의 충전은 내부 금형과의 접촉과

연관이 있기 때문에 사출 중 금형 접촉

을고려한열해석까지가능하여최적의

조건을찾아낼수있습니다.

열선설계

금형이 제작 되기 전에 다양한 위치에

열선을 편하게 모델링 할 수 있어 금형

제작 시 열선 설계에 대한 비용, 시간을

최소화할수있습니다.

효율적인 에너지 사용

열선을 고려함에 따라 열선에 필요한

전력을 쉽게 치수화 하고, 최적의 제어

조건을설정할수있습니다.

정확한 경화거동 예측

SIGMASOFT® Thermoset 모듈은 경화 정

도에 영향을 미치는 유리화 작용을 고

려하여 해석할 수 있어 제품의 성질에

따른 정확한 경화 거동을 예측할 수 있

습니다.

제품변형 해석

경화 거동을 바탕으로 제품 수축을 정

확히해석할수있습니다.

정확한 충전형상

수지에 가해지는 중력과 내부 공기 압

력을고려하여계산이이루어지기때문

에 실제 결과와 동일한 충전 형상을 나

타냅니다.

SIGMASOFT® Thermoset

오일필터 제품 불균일한 경화(경화 70 초후)

열선(히팅 채널)설계 변경

원인 : 불균일한 온도 분포

Key Features

• 사출충전경향확인

• 유동선단확산경향, 분수유동, 플러

그유동, 제팅(Jetting) 현상예측

• 섬유강화소재의배향성

• 압력강하계산

• 경화정도와 사출중스코치 계산

• 경화중발열반응에대한해석

• 경화반응에대한수지점도변화

• 제품위치별경화시간과경화정도

• 벤트위치설계

• 공기갇힘위치

• 인서트예열효과 (경화거동변화)

• 취출후경화와외부열처리해석

기존 열선 시스템

글로벌 실리콘 고무 시장 규모 및 성장성 (단위: 백

만 달러)

SIGMASOFT® Elastomer & LSR

Virtual Molding Elastomer & LSR

SIGMASOFT® Elastomer 모듈은 사용자가 손

쉽게 전체 금형과 냉각(히팅) 채널 설계, 인

서트, 단열판, 공정 시간을 해석할 수 있도

록 설계 되었습니다. 발전된 3D 기술로 제

팅(Jetting), 플러그 유동(Plug flow), 중력에

의한효과같은복잡한유변학적거동을시

각적으로 표현할 수 있습니다. 현실적인

조건 설정으로 제품의 두꺼운 부분에서의

수지유동이나가류반응또한묘사가가능

합니다.

Benefits

충전경향 확인

발전된 해석 모델링으로 연신 점도

(Exten-sional viscosities) 거 동 과

Thixotropic 효과를 고려하여 Elastomer

의 충전을 해석 합니다. 열에 의한 압력

도고려합니다.

제품품질 평가

가 류 정 도 를 계 산 하 고 열 화

(Degradation) 또한예측이가능합니다.

스크랩 최소화

게이트, 런너시스템(콜드런너, 다단사

출 등)에 대한 손쉬운 비교가 가능하기

때문에최적화된시스템을사용하여재

료손실을최소화할수있습니다.

공정최적화

공정은여러사이클에걸쳐이루어지기

때문에 사이클 간 소요되는 시간이 생

기게 되는데 이러한 시간도 고려하여

해석할수있습니다.

최적히팅 채널설계

금형이제작되기전에여러가지컨셉의

히팅채널을 빠르고 편하게 테스트 할

수있습니다.

LSR 수지 해석가능

최근 여러 분야에 사용되고 있는

LSR(Liquid Silicone Rubbers: 액체 실리콘

고무) 소재를해석할수있습니다.

수축여유 예측

수지 특성으로 인한 수축률을 정확히

예측 가능하여 사용자로 하여금 수축

여유를 결정하여 금형을 제작할 수 있

도록도와드립니다.

LSR 소재 수요 증가 기존 X자 런너 시스템 (웰드라인 발생)

금형 전체 형상, 콜드런너 시스템 해석

Key Features

• 사출충전거동예측

• 유동선단확산경향, 분수유동, 플러

그유동, 제팅(Jetting) 현상예측

• 가류와사출중스코치계산가능

• 콜드런너해석가능

• 다단사출

• 전단률의불균형예측가능

• 저점도 elastomer 평가

• 형체력계산

• 보압해석

• 취출후열처리해석

• 제품모든부분에서가류정도와가

류시간예측

• 가류정도가점도에미치는영향

콜드 런너로 변경

출처: 한국 신용 정보원, 나이스평가정보㈜ 재구성

Virtual MoldingThixo

MAGMASOFT® 의기술(반고상알루미늄, 마

그네슘의 비뉴턴유체 흐름 특성을 고려한

열유동과 유체 유동이 커플링 될 수 있는

솔버 )을 기반으로 사출에 응용하여

SIGMASOFT® Thixo 모듈을 개발했습니다.

이 모듈은 반고상 (Semi-solid) 상태의 마그

네슘, 알루미늄 합금의 사출과 응고 해석

을 제공합니다. (Rheocasting, Thixocasting,

Thixomolding, Metal Injection Molding 등…)

➢ 높은 유속

➢ 난류 유동

➢ 불균일한 유동 선단

➢ 높은 공기압

➢ 표면 플로우마크

➢ 제품 내부 기공 발생

➢ 높은 기공 수축률

➢ 낮은 유속

➢ 층류 유동

➢ 유동 선단 일정

➢ 낮은 공기압

➢ 양호한 표면 품질

➢ 제품 내부 기공 발생 확률 낮음

➢ 기공 수축률 낮음

Benefits

민감한 사출조건 해석

마그네슘 또는 알루미늄 합금 Chip을

고온 에서 성형하는 Thixomolding 특성

상 공정 조건을 고려할 때 금형 온도와

대기 온도에 영향을 많이 받게 됩니다.

SIGMASOFT® Thixo 모듈은 사출에 영향

을 줄수 있는모든현상을 파악하여, 사

용자가실제와유사한조건을부여하기

위해 다양한 조건을 적용할 수 있도록

만들어졌습니다.

고상율 & 액상율 예측

충전 중용융정도, 유동속도등 온도에

영향을 주는 인자에 따라 고상율, 액상

율이 변하게 되며 이에 따라 성형성이

결정되게 됩니다. 고상율이 높을 경우

미성형 예측이 가능하며, 액상율이 높

을 경우기공발생여부, 수축결함예측

이가능합니다.

높은치수 정확도

금속 재료는 플라스틱 보다 낮은 수축

률 특성을 가지고 있습니다. 이러한 물

성데이터를바탕으로해석이이루어져

수축시에도실제와유사한치수를가진

제품을얻을수있습니다.

SIGMASOFT® Thixo

사출 중인 반고상 상태 금속 합금

고압 다이 캐스팅 (왼쪽) VS 틱소 캐스팅 (오른쪽)마그네슘 합금 온도에 따른 점도 변화 그래프

Key Features

• 금형내수지충전이사출장비, 콜드

챔버, 핫챔버(다이캐스팅)으로가능

• 최대유동선단속도 35 [m/s]

• 열이윤활제에미치는영향해석

• 전단율에따른최소점도최적화해

석가능

• 기공(Porosity)을최소화하는사출,

응고공정해석

• 탕경결함 (Cold shut) 위치, 이동파

악

Virtual MoldingMIM/CIM

PIM (Powder Injection Molding: 분말사출성

형)산업의 성형해석 프로그램의 필요로 개

발된 SIGMASOFT® MIM/CIM 모듈은 수지와

금형 사이에 열 흐름을 계산하면서 유동의

거동을해석할수있는소프트웨어모듈입

니다. 이 모듈은 유체역학적 현상 (제팅, 분

수유동, 플러그유동, 전단박화등)이제품

사출에 끼치는 영향을 해석할 수 있습니다.

온도 조건에 민감한 PIM 수지에 맞춰 모듈

을 설계하여 정확한 해석이 가능합니다.

열역학적 계산을 위한 열전도율과 열용량

도고려하여해석을진행합니다

해석 결과

Benefits

정확한 열해석

PIM(분말사출성형)은금형내부에서 발

생하는 열에 의한 현상을 정확하게 해

석하는 것이 특히 중요합니다 .

SIGMASOFT® MIM/CIM 은 이러한 해석

을할수있습니다.

분말사출 품질향상

일반적인플라스틱소재와다른거동을

보이는 금속 소결 재료의 거동을 정확

히 해석하여 제품의 품질을 향상 시킬

수있습니다.

변형해석의 정확도

금속 소결 재료의 특성에 맞는 다양한

지배 방정식과 솔버에 의해 플라스틱

수지 재료의 변형 해석의 정확도를

MIM/CIM 모듈에서도확인할수있습니

다.

냉각거동 해석

PIM 수지는 일반적인 플라스틱 수지보

다 열전도율이 두 배 정도로 높으며 열

용량은 3배 낮아서 금형 내부에서 굉장

히 빠르게 식게 되는데 이러한 거동을

정확히 해석하여 불량을 최소화 할 수

있습니다.

SIGMASOFT® MIM/CIM

Micro 단위 PIM 제품 해석

Key Features

• 제품생산성과품질에대한열적비

교가능

• 입자밀도를고려한사출거동예측

• 충전중발생할수있는입자분리해

석

• 유동선단형상, 유동에의한불량확

인

• 사출중금형코어와인서트변형

• FEM 구조해석 (SIGMALink)

PIM 제품 문제 개선 사례

미성형해석결과발생

런너시스템변경으로 문제개선

실제 사출품 (왼쪽) VS 해석 결과 (오른쪽)

실제와 유사한 해석 결과

입자 농도에 따른 표면 플로우마크 해석

노즐부 표면 (왼쪽) VS 이젝터 부분 표면 (오른쪽)

Design Manufacturing

TestQuality

CAD-Modeling / Meshing

제품, 런너시스템, 전체 금형 구성요소 등 모델링하여 3D FVM (유한

체적법)메쉬 자동 생성

Rheology Analysis

발전된 유변학 모델연신 점도, 가류 분석, 결정화도

벤팅, 공기 갇힘 압력

Thermal Analysis

3D 냉각채널 구성금형의 열평형 (준안정화) 해석

금형 내 열 흐름열 하중에 의한 인서트 변형

Shrinkage/Warpage Analysis

이방성 성질 고려 해석온도에 따른 탄성 계수 고려

결정화에 의한 수축취출 후 열처리

Ejection Simulation

취출 압력응력 전이

동역학적 해석

Post Molding Tempering

초 단위 열처리 해석응력 완화 해석결정 후 변형

Result Export/Link to FEA

이방성 강성 행렬잔류 응력

FEA 메쉬로 결과 맵핑Shell/Solid 유한요소 맵핑

SIMULATION SEQUENCE

ACCURATE – COMPREHENSIVE – EASY TO USE

트리니티엔지니어링㈜07997 서울특별시양천구목동동로293 현대41타워 904

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