Application of LS-DYNA SPH Formulation to Model Semi-Solid Metal Casting
이 기술 요약은 F. Pineau, G. D'Amours가 작성하여 2011년 8th European LS-DYNA Users Conference에서 발표한 "[Application of LS-DYNA SPH Formulation to Model Semi-Solid Metal Casting]" 논문을 기반으로 합니다.
키워드
- Primary Keyword: 반용융 다이캐스팅 결함 예측
- Secondary Keywords: LS-DYNA, SPH, 스킨 혼입, 반용융 공정, 알루미늄 주조, 자동차 구조 부품, 유동 해석, 고압 다이캐스팅, 시뮬레이션
Executive Summary
- The Challenge: 반용융 주조 공정에서 빌렛 표면의 오염된 스킨이 최종 제품에 혼입되어 자동차 구조 부품의 주요 불량 원인이 되는 문제를 해결해야 합니다.
- The Method: LS-DYNA의 입자 기반 해석 기법인 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 솔버를 사용하여 반용융 빌렛의 사출 과정 중 스킨의 거동을 정밀하게 추적하는 시뮬레이션을 수행했습니다.
- The Key Breakthrough: SPH 시뮬레이션을 통해 스킨 혼입 경로를 성공적으로 예측했으며, ACCURAD 원리와 유사한 2피스 플런저 팁 설계가 스킨 혼입을 현저히 감소시킬 수 있음을 입증했습니다.
- The Bottom Line: SPH 시뮬레이션은 반용융 다이캐스팅 공정에서 스킨 관련 결함을 사전에 방지하도록 금형 및 플런저 시스템을 설계하는 데 매우 유망한 도구입니다.
The Challenge: Why This Research Matters for HPDC Professionals
반용융 금속 공정은 높은 점성을 이용하여 점진적으로 금형을 충전함으로써 가스, 산화물, 스킨 혼입과 같은 결함을 줄일 수 있어 기계적 특성이 우수한 부품 생산에 적합합니다. 특히 자동차 산업의 구조용 부품 생산에 널리 사용됩니다.
하지만 이 공정은 빌렛을 원재료로 사용할 때 추가적인 표면 오염 문제를 야기합니다. 빌렛이 샷 슬리브로 이송되는 동안 공기 및 윤활제와 접촉한 외부 스킨은 산화되거나 부분적으로 응고될 수 있습니다. 이 오염된 스킨이 사출 과정에서 주물 내부로 유입되면, 특히 열처리 후 윤활제가 분해되면서 '렌즈 모양(lens shape)'의 기공 결함을 형성합니다(그림 1 참조). 이러한 결함은 부품의 전체 무결성을 심각하게 저해하며, 자동차 부품의 주요 불량 원인이 됩니다. 따라서 사출 단계에서 스킨의 유동을 제어하고 예측하는 기술 개발이 필수적입니다.
The Approach: Unpacking the Methodology
본 연구에서는 반용융 금속 공정에서 발생하는 스킨 혼입 문제를 해결하기 위해 LS-DYNA의 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 해석 기법을 활용했습니다. SPH는 복잡한 자유 표면 유동, 파편화, 분열 현상을 정밀하게 추적할 수 있는 입자 기반의 라그랑지안 방법입니다.
Method 1: 시뮬레이션 모델 구성 - 자동차 서스펜션 암 부품의 주조 공정을 모델링했습니다. - 모델은 샷 슬리브, 빌렛, 플런저, 금형 윤곽을 포함합니다(그림 2). - 빌렛의 외부 스킨은 노란색 입자로 식별하여 유동 경로를 추적할 수 있도록 설정했습니다.
Method 2: 해석 조건 및 파라미터 - 플런저 속도는 1 mm/ms로 일정하게 설정했으며, 총 충전 시간은 172 ms입니다. - 반용융 빌렛은 "MAT NULL" 재질로 근사화했으며, 모델 파라미터는 아래 표 1과 같습니다. - 해석은 등온(isothermal) 조건으로 가정하여 진행했습니다.
| 항목 | 값 |
|---|---|
| SPH 입자 수 | N = 123341 |
| 밀도 | 2.67x10⁻³ g/mm³ |
| 동점도 | 1.0x10⁻³ MPa.ms |
Method 3: 두 가지 플런저 설계 비교 - 스킨 혼입에 대한 플런저 설계의 영향을 평가하기 위해 두 가지 사례를 비교 분석했습니다. - 사례 1: 일반적인 단일 플런저 팁을 사용한 사출 공정. - 사례 2: 빌렛 후방의 스킨 긁힘을 방지하기 위해 ACCURAD 원리와 유사한 2피스 사출 플런저 팁을 적용한 공정.
The Breakthrough: Key Findings & Data
SPH 시뮬레이션을 통해 두 가지 플런저 설계가 스킨 혼입에 미치는 영향을 명확하게 확인할 수 있었습니다.
Finding 1: 표준 플런저 설계 시 스킨 혼입 발생
표준 플런저를 사용한 경우, 사출 행정 후반부(t=80 ms 이후)에 빌렛 표면의 스킨(노란색 입자)이 내부로 밀려 들어가 주입 채널을 통해 주물 내부로 유입되는 것이 확인되었습니다(그림 3). 최종 충전된 부품의 단면을 보면, 스킨 입자들이 부품 내부에 광범위하게 분포하고 있음을 알 수 있습니다(그림 4). 이는 비스킷 두께가 얇을 경우 대부분의 스킨이 제품으로 유입될 수 있음을 시사합니다.
Finding 2: 2피스 플런저 설계로 스킨 혼입 현저히 감소
ACCURAD 원리를 적용한 2피스 플런저(그림 5)를 사용한 시뮬레이션에서는 결과가 크게 개선되었습니다. 이 설계는 외부 플런저가 빌렛 후방의 스킨을 긁어내지 않고 고정된 상태에서 내부 플런저만 전진하여 충전합니다. 그 결과, 빌렛 후방의 스킨 입자들은 샷 슬리브 벽면에 남아 제품으로 유입되지 않았습니다. 그림 6에서 볼 수 있듯이, 최종 부품 내 스킨 혼입이 사례 1(그림 4)에 비해 현저하게 감소한 것을 확인할 수 있습니다.
Practical Implications for R&D and Operations
- For Process Engineers: 본 연구는 2피스 플런저 팁과 같은 특정 플런저 설계를 채택하고 비스킷 두께를 최적화하는 것이 스킨 혼입 결함을 줄이는 데 직접적으로 기여할 수 있음을 시사합니다.
- For Quality Control Teams: 논문의 그림 4와 그림 6에 나타난 데이터는 특정 플런저 설계에 따라 스킨 결함이 발생할 가능성이 높은 위치를 예측합니다. 이는 주조 부품의 품질 검사 시 특정 부위를 집중적으로 검토하는 기준을 마련하는 데 활용될 수 있습니다.
- For Design Engineers: 산화물 링(oxide ring)과 같은 사출 슬리브의 설계 특징이 스킨이 금형 캐비티로 유입되기 전에 포집하는 데 결정적인 역할을 한다는 것을 보여줍니다. 이는 초기 금형 설계 단계에서 중요한 고려사항이 될 수 있습니다.
Paper Details
[Application of LS-DYNA SPH Formulation to Model Semi-Solid Metal Casting]
1. 개요:
- Title: Application of LS-DYNA SPH Formulation to Model Semi-Solid Metal Casting
- Author: F. Pineau, G. D'Amours
- Year of publication: 2011
- Journal/academic society of publication: 8th European LS-DYNA Users Conference, Strasbourg - May 2011
- Keywords: Semi-solid metal casting, LS-DYNA, SPH, skin inclusion, die casting, simulation
2. 초록:
반용융 금속 합금은 액상 금속 매트릭스에 구상 입자가 부유하는 특별한 미세구조를 가집니다. 이러한 독특한 물리적 상태는 향상된 기계적 특성을 가진 네트 셰이프(near-net-shape) 부품을 생산하는 데 활용될 수 있습니다. 실제로 반용융 공정은 다이캐스트 재료의 훨씬 높은 겉보기 점도를 이용하여 재료가 다이로 사출될 때 자유 표면에 형성된 산화물이 주물에 혼입될 위험을 제한합니다.
그러나 빌렛을 원재료로 사용하는 반용융 공정은 추가적인 유형의 표면 오염과 관련이 있습니다. 사출 단계에서 빌렛 주변부의 외부 스킨은 샷 슬리브로 이송되는 동안 공기 및 윤활제와 접촉하여 주물에 혼입될 수 있습니다. 이는 자동차 산업의 대부분 구조 부품에서 중요한 불량 원인이 될 수 있습니다.
반용융 공정의 사출 단계에서 주물 부품으로의 스킨 혼입 발생을 예측하고 제어하기 위해서는 라그랑지안 방법이 적합합니다. 실제로 오염되거나 부분적으로 응고된 금속으로 구성된 스킨은 반용융 알루미늄 코어와 다른 기계적 특성을 가집니다. "고체" 스킨과 "반고체" 알루미늄 유동 간의 커플링을 설명할 수 있는 ALE(Arbitrary-Lagrangian-Eulerian) 제형은 유망하지만 여전히 막대한 양의 컴퓨터 성능을 필요로 합니다. 반면에 입자 기반의 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 접근법은 복잡한 유동 거동과 응고를 포함하는 이러한 종류의 유동에 특히 적합합니다. 이 방법들은 파편화 및 분열이 있는 자유 표면 유동을 정확하게 추적할 수 있을 뿐만 아니라 유동을 통한 산화물의 이류를 추적할 수 있습니다.
본 논문에서는 반용융 다이캐스팅 공정에서 스킨 혼입 문제를 다루기 위해 LS-DYNA의 SPH 솔버의 잠재력을 조사하기 위한 첫 번째 분석이 수행됩니다. 예비 결과는 SPH 접근법이 반용융 사출 주조 중 스킨을 추적하는 데 매우 유망한 시뮬레이션 도구임을 보여줍니다.
3. 서론:
반용융 금속 가공은 압력 다이캐스팅을 통해 네트 셰이프 엔지니어링 부품을 생산하는 매력적인 기술입니다. 이 공정에서 알루미늄 합금은 액상선과 고상선 사이의 온도에서 금형으로 사출됩니다. 이 온도에서 재료는 상당히 높은 국부적 겉보기 점도를 가진 반용융 슬러리처럼 보입니다. 정지 상태에서는 재료가 스스로 형태를 유지하지만, 전단력이 가해지면 입자 간의 결합이 끊어져 쉽게 흐릅니다(전단 박화 거동). 이 재료는 잠시 그대로 두면 다시 점도가 높아집니다.
이러한 특성은 금형 캐비티를 점진적으로 채우는 데 활용될 수 있으며, 이를 통해 튀김 현상(splashing)뿐만 아니라 가스, 산화물, 스킨 혼입을 줄일 수 있습니다. 이는 낮은 기공률과 균일한 미세구조를 가진 부품을 생산할 수 있게 하며, 이후 열처리를 통해 기계적 특성을 향상시킬 수 있습니다.
반용융 슬러리는 일반적으로 응고 단계에서 합금을 교반하여 액상 금속 매트릭스 내에 비수지상 고상을 생성함으로써 얻어집니다. 이상적으로는 반용융 재료가 균일해야 하지만 실제로는 그렇지 않습니다. 예를 들어, 많은 레오 몰딩 공정에서는 액상 알루미늄으로부터 빌렛을 얻어 부분적으로 응고시킨 후 반용융 재료로 캐비티에 사출합니다. 빌렛 준비 및 샷 슬리브로의 이송 과정에서 용기 벽과 접촉하는 알루미늄은 반용융 코어 주위에 "스킨"을 형성할 수 있습니다. 수평으로 샷 슬리브에 삽입될 때, 빌렛의 바닥 부분과 샷 슬리브 벽 사이의 접촉은 중력 때문에 더 커지며, 열전달도 더 커져 부분적으로 응고된 "스킨"을 만듭니다. 이 스킨은 오염된 표면으로, 캐비티로 사출될 때 부품 내부로 들어가 원치 않는 결함을 유발할 수 있습니다.
4. 연구 요약:
연구 주제의 배경:
반용융 금속 주조는 우수한 기계적 특성을 가진 복잡한 형상의 부품을 생산하는 데 장점이 있지만, 빌렛 표면의 산화물 및 윤활제로 오염된 '스킨'이 최종 제품에 혼입되는 고질적인 문제를 안고 있습니다. 이 스킨 혼입은 부품의 신뢰성을 저하시키는 주요 결함 원인으로 작용합니다.
이전 연구 현황:
반용융 유동을 모델링하기 위해 오일러리안(Eulerian) 접근법이나 ALE(Arbitrary-Lagrangian-Eulerian)와 같은 방법들이 사용되었으나, 이들은 스킨과 같은 얇고 기계적 특성이 다른 물질의 거동을 추적하는 데 한계가 있거나 과도한 계산 비용을 요구합니다. 반면, 입자 기반의 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법은 다른 주조 공정에서 산화물 추적에 성공적으로 적용된 사례가 있으며, 복잡한 자유 표면 유동을 효과적으로 모델링할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.
연구의 목적:
본 연구의 목적은 LS-DYNA의 SPH 솔버를 활용하여 반용융 다이캐스팅 공정 중 발생하는 스킨 혼입 현상을 예측하고 제어할 수 있는 가능성을 탐색하는 것입니다. 이를 통해 시뮬레이션 기반의 공정 설계를 통해 결함을 최소화하는 방안을 제시하고자 합니다.
핵심 연구:
자동차 서스펜션 암의 반용융 주조 공정을 SPH 시뮬레이션으로 모델링했습니다. 연구의 핵심은 두 가지 다른 플런저 팁 설계(표준 설계 vs. ACCURAD 원리 기반 2피스 설계)가 빌렛 표면의 스킨 혼입에 미치는 영향을 비교 분석하는 것입니다. 시뮬레이션을 통해 스킨 입자(노란색으로 표시)의 유동 경로를 시각적으로 추적하고, 최종 부품 내 스킨 분포를 평가하여 각 설계의 효율성을 정량적으로 비교했습니다.
5. 연구 방법론
연구 설계:
본 연구는 수치 시뮬레이션을 통한 비교 분석 설계를 채택했습니다. 자동차 서스펜션 암 주조 공정을 대상으로, 표준 단일 플런저 팁을 사용하는 '사례 1'과 스킨 긁힘을 방지하는 2피스 플런저 팁을 사용하는 '사례 2'를 설정하여 스킨 혼입 정도를 비교 평가했습니다.
데이터 수집 및 분석 방법:
- 모델링 소프트웨어: LS-DYNA의 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 솔버를 사용했습니다.
- 모델 구성: 샷 슬리브, 빌렛, 플런저, 금형 형상을 포함하는 3D 모델을 구성했으며, 빌렛의 외부 스킨은 노란색 입자로 구분하여 추적했습니다.
- 물성 및 경계 조건: 반용융 알루미늄은 'MAT NULL' 재질로 근사화했으며, 밀도와 점도는 표 1의 값을 사용했습니다. 플런저 속도는 1 mm/ms로 일정하게 적용하고, 등온 조건을 가정했습니다. 입자와 다이 벽 사이의 접촉은 'CONTACT AUTOMATIC NODE TO SURFACE'를 사용했습니다.
- 분석: 시간에 따른 스킨 입자의 유동 경로와 최종 부품 내 분포를 시각적으로 분석하여 두 설계의 스킨 혼입 방지 성능을 비교했습니다.
연구 주제 및 범위:
본 연구는 반용융 알루미늄 다이캐스팅 공정에서 사출 단계 중 발생하는 스킨 혼입 현상에 초점을 맞춥니다. 연구 범위는 SPH 시뮬레이션을 통해 플런저 및 사출 슬리브 설계가 스킨 거동에 미치는 영향을 분석하는 것으로 한정됩니다. 재료의 비뉴턴 유체 거동이나 온도 변화에 따른 물성 변화와 같은 복잡한 물리 현상은 초기 연구 단계로서 단순화(등온, 일정한 점도)하여 접근했습니다.
6. 주요 결과:
주요 결과:
- 사례 1 (표준 플런저): 시뮬레이션 결과, 사출 행정 후반부(t=80 ms)에서 빌렛 표면의 스킨이 내부로 밀려 들어가 주물 내부에 혼입되는 현상이 명확하게 관찰되었습니다. 특히 비스킷 두께가 얇을 경우 거의 모든 재료가 금형으로 밀려 들어가므로 스킨 혼입이 심화될 수 있습니다.
- 사례 2 (2피스 플런저): ACCURAD 원리를 적용한 2피스 플런저 설계는 빌렛 후방의 스킨을 긁어내지 않아 스킨 입자들이 샷 슬리브 벽에 남아있게 했습니다. 그 결과, 최종 부품 내 스킨 혼입이 사례 1에 비해 현저히 감소했습니다.
- 결론: SPH 시뮬레이션은 반용융 주조에서 스킨 혼입 경로를 예측하는 데 매우 유망한 도구이며, 사출 슬리브 및 플런저의 적절한 설계(예: 2피스 플런저)를 통해 스킨 혼입 결함을 효과적으로 방지할 수 있음을 보여주었습니다.
Figure Name List:
- Figure 1: Porosity lens defects along a shearing plane
- Figure 2: Suspension arm and associated SPH model
- Figure 3: filling sequence, case 1
- Figure 4: potential “skin defect” locations as predicted by the SPH model, case 1
- Figure 5: "ACCURAD” principle oxide “preventer”
- Figure 6: potential “skin defect” locations as predicted by the SPH model, case 2
7. 결론:
본 연구는 반용융 금속 유동에 대한 SPH 모델링 적용의 예비 조사로 간주되어야 합니다. 이 연구에서는 응고를 동반한 복잡한 요변성 유동의 특성과 관련하여 모델에 몇 가지 단순화가 이루어졌습니다. 그럼에도 불구하고, 제시된 등온 접근법은 매우 유망해 보입니다. 사출 슬리브와 플런저 어셈블리를 적절히 설계함으로써 스킨 혼입을 피할 수 있음을 보여주었습니다. 실제로, 스킨은 사출 채널 입구를 통과하기 전에 빌렛 벽에서 벗겨져야 합니다. 그 지점 이후에는 알루미늄 코어와 쉽게 혼합되므로 제어가 불가능합니다. 물론, 향후에는 반용융 유동의 복잡한 특성을 더 잘 근사화하기 위해 비뉴턴(non-Newtonian) 온도 의존적 구성 모델을 사용해야 합니다. 스킨을 나타내는 입자들도 고유한 재료 특성을 가져야 합니다. 그런 다음, 이러한 새로운 시뮬레이션 결과는 실제 주조 부품과 비교 및 검증되어야 합니다.
8. References:
- Kirkwood D.H., Suéry M., Kapranos P., Atkinson H.V. and Young K.P., Semi-solid Processing of Alloys, Springer Series in Materials Science 124, 172 р, (2010).
- Doutre D, Hay G, Wales P, Gabathuler J. P. SEED: A new process for semi solid forming. Canadian Metallurgical Quarterly, 43(2): 265-272, (2004)
- Favier V., Solid Approach- Fluid Approach: What differences?, Modelling of Semi-Solid Processing, Chapter 5, H.V. Atkinson ed. Shaker Verlag, Aachen, 105-122, (2008)
- Atkinson H.V., Modelling the semisolid processing of metallic alloys, Progress in Materials Science 50, 341-412, (2005)
- Orgeas L, Gabathuler J-P, Imwinkerlried Th, Paradies Ch, Rappaz M: Modelling of semi-solid processing using a modified temperature-dependent power-law model. Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 11: 553-574, (2003).
- Pineau, F and D'Amours G., Prediction of shear-related defect location in semi-solid casting using numerical flow models. Trans. Nonferrous Met. Soc. China 20: s878-s882, (2010).
- Lucy L.B., Numerical approach to testing the fission hypothesis, Astronomical Journal, 82: 1013-1024, (1977).
- Gingold R.A and Monaghan J.J., Smoothed Particle Hydrodynamics: Theory and Application to Non-spherical stars, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 181: 375-389, (1977).
- Cleary P., Prakash M., Sinnott M., Grandfield J., Alguine V. and Oswald K. 3D SPH simulations of the aluminium ingot casting process, Proceedings of the Third International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries. CSIRO, Melbourne, Australia, 409-414, December (2003)
- Prakash M., Pereira G.G., Cleary P.W., Rohan P. and Taylor J.A., Validation of SPH predictions of oxides generated during Al melt transfer. Proceedings of the seventh International Conference on CFD in the Minerals and Process Industries. CSIRO, Melbourne, Australia, 1-6, December (2009).
- Prakash M., Cleary P. and Grandfield J., Modelling of metal flow and oxidation during furnace emptying using smoothed particle hydrodynamics. Journal of Materials Processing Technology 209, 3396-3407, (2009)
- Yamashita Y., Okada H., Sakai Y. and Fukui Y., On the flow Analysis of Semi-Solid Forming of Functionally Graded Material by using Smoothed Particle Hydrodynamics Method. Nihon Kikai Gakkai Nenji Taikai Koen Ronbunshu 1, 33-34, (2006).
- Erich Röllin; Hansjörg Huber; Jean-Pierre Gabathuler. Oxide Remover. U.S. Patent 5,730,201, Mar. 24, (1998).
- Harrison P.F., Development of the Cold Chamber Pressure Die Casting Machine, Journal of the Institution of Production Engineers, Vol. 51, (9), 289-297, September (1972).
Expert Q&A: Your Top Questions Answered
Q1: 왜 ALE(Arbitrary-Lagrangian-Eulerian)와 같은 다른 해석 기법 대신 SPH를 선택했나요?
A1: 논문에 따르면 ALE 기법은 "고체" 스킨과 "반고체" 알루미늄 유동의 연성을 해석하는 데 유망하지만, 막대한 양의 컴퓨터 계산 능력을 필요로 합니다. 반면 SPH는 복잡한 자유 표면 유동, 파편화, 산화물 이류를 정확하게 추적하는 데 특히 적합하여, 이 특정 문제를 해결하는 데 더 실용적이고 효율적인 도구로 판단되었습니다.
Q2: 시뮬레이션에서 반용융 알루미늄에 적용된 주요 물성은 무엇이었나요?
A2: 시뮬레이션에서는 반용융 알루미늄을 "MAT NULL" 재질로 근사화했습니다. 표 1에 명시된 바와 같이, 밀도는 2.67x10⁻³ g/mm³, 동점도는 1.0x10⁻³ MPa.ms의 일정한 값을 사용했습니다. 이는 초기 연구 단계의 단순화된 접근입니다.
Q3: 논문에서 시뮬레이션이 등온(isothermal) 조건이었다고 언급했는데, 이러한 단순화가 결과의 실제 적용 가능성에 어떤 영향을 미치나요?
A3: 저자들은 이것이 단순화된 접근임을 인정하고 있습니다. 결론 부분에서 향후에는 반용융 유동의 복잡한 특성을 더 잘 모사하기 위해 비뉴턴(non-Newtonian) 유체 거동과 온도 의존성을 고려한 구성 모델을 사용해야 한다고 언급했습니다. 이는 현재 결과가 매우 유망하지만, 실제 공정에 적용하기 전 추가적인 검증과 고도화가 필요한 예비 연구임을 시사합니다.
Q4: 빌렛 전방의 스킨을 포집하기 위해 사용된 특정 설계 요소는 무엇이었나요?
A4: 그림 3에서 볼 수 있듯이, 다이어프램 근처 슬리브 둘레에 "산화물 링(oxide ring)"이 설치되었습니다. 이 수축부는 코어 재료가 공급 채널로 들어가기 전에 빌렛 주변 표면에 있는 산화된 스킨과 윤활제를 포집하도록 설계되었습니다.
Q5: "ACCURAD" 원리 기반 플런저는 어떻게 스킨 혼입을 줄이나요?
A5: ACCURAD 스타일 플런저는 2피스 구조로 설계되었습니다. 외부 플런저는 초기 행정에서 내부 플런저와 함께 움직이다가 멈추고, 내부 플런저만 계속 전진하여 부품을 충전합니다. 이 방식은 플런저가 빌렛 후방의 스킨을 긁어내는 것을 방지합니다. 이후 금형이 열릴 때 외부 플런저가 포집된 스킨을 배출하는 역할을 합니다.
Q6: 논문에서 언급된 "렌즈 모양" 기공의 주된 원인은 무엇인가요?
A6: 논문에 따르면, 빌렛 표면을 오염시킨 윤활제가 주물 내부로 유입되는 것이 원인입니다. 이후 부품의 열처리 과정에서 이 윤활제가 분해되면서 그림 1에 묘사된 것과 같은 "렌즈 모양"의 기공을 형성하게 됩니다.
Conclusion: Paving the Way for Higher Quality and Productivity
반용융 다이캐스팅 공정에서 빌렛 표면의 스킨 혼입은 부품 품질을 저해하는 심각한 문제입니다. 본 연구는 LS-DYNA의 SPH 시뮬레이션이 이러한 반용융 다이캐스팅 결함 예측에 매우 효과적인 도구임을 입증했습니다. 특히, ACCURAD 원리를 적용한 2피스 플런저와 같은 최적화된 설계를 통해 스킨 혼입을 현저히 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 이는 R&D 및 운영 단계에서 결함을 사전에 방지하고 부품의 신뢰성을 높이는 데 중요한 통찰력을 제공합니다.
CASTMAN은 최신 산업 연구 결과를 적용하여 고객이 더 높은 생산성과 품질을 달성할 수 있도록 최선을 다하고 있습니다. 이 논문에서 논의된 과제가 귀사의 운영 목표와 일치한다면, CASTMAN의 엔지니어링 팀에 문의하여 이러한 원칙을 귀사의 부품에 어떻게 구현할 수 있는지 논의해 보십시오.
Copyright Information
This content is a summary and analysis based on the paper "Application of LS-DYNA SPH Formulation to Model Semi-Solid Metal Casting" by "F. Pineau, G. D'Amours".
Source: 8th European LS-DYNA Users Conference, Strasbourg - May 2011
This material is for informational purposes only. Unauthorized commercial use is prohibited. Copyright © 2025 CASTMAN. All rights reserved.