유한 요소 분석(FEA)

FEA

최적의 금형 설계를 위한 개념적 용기 시험

Uniloy 제품의 강력한 성능으로 상부 하중 감소 문제를 방지하세요!

수학적인 응력 분석 기법에 속하는 유한 요소 분석(FEA)은 기하물리학 분야의 다양한 문제들을 해결할 최선의 솔루션에 대한 가장 효과적인 접근법 중 하나에 속합니다. 유한 요소 분석(FEA)을 통해 드러낼 수 있는 문제로서 용기에 적용되는 보다 일반적인 문제점들 중 한 가지는 바로 상부 하중(Top Load)입니다. 상부 하중은 용기를 변형시키는 압괴 하중(crushing force)에 속하며 벽 두께, 빈 용기 또는 꽉 찬 용기, 재료의 종류 등 다양한 변수들의 영향을 받습니다.

저희 업계에서는 결과를 개선하기 위해 상부 하중을 예측하는 절차를 진행할 수 있습니다. 그래픽 기반의 FEA 소프트웨어는 현재 제작 중인 해당 모델을 화면에 표시할 수 있으며 분석이 끝난 후에는 해당 개체의 제반 반응을 다양한 하중 조건에서 그래픽으로 나타낼 수 있습니다. 그 결과, 다음과 같은 효과를 얻게 됩니다.

• 제품 출시 소요 기간 단축

• 예측 가능한 결과

• 샘플 대체품 설계 및 재료

• 물리적 시행 착오 감소

• 용기 중량 감소

• 성능 향상

당사의 공정

새로운 설계에 대한 제반 요건 또는 기존 용기의 개선을 기반으로 한 당사의 분석 절차에서는 용기 상부 하중에 존재하는 잠재적인 약점 또는 기존 결함들을 식별하게 됩니다.

당사의 설계팀은 Pro-Engineer 3D 소프트웨어를 이용해 귀사의 개념적 용기 설계 또는 기존 설계를 분석합니다. 용기 분석은 고객사의 제반 사양에 따라 결정되는 다양한 응력 조건 하에서 진행됩니다. 이러한 제반 사양은 해당 용기가 노출될 수 있는 실제 사용 환경을 재현합니다. 당사의 소프트웨어는 실제 사용 환경에 최대한 근접한 결과를 얻을 수 있도록 정의된 제반 시험 조건 하에서 제품의 거동에 대한 시뮬레이션 분석을 실시합니다. 당사의 엔지니어들은 소프트웨어를 통해 계산된 결과에 근거하여 잠재적 결과들을 서로 비교한 후, 최적의 상부 하중 성능을 구현할 수 있는 대안들을 제시합니다. 이러한 대안들은 기본적인 설계 기준, 이력 데이터 및 기존 조건들에 따라 다양하게 제시됩니다. 이는 미미한 범위의 기하학적 구조 변경을 통해 용기의 설계를 미세하게 변경하거나 혹은 제품의 미적 설계에 대한 취지를 살리면서 용기 상부 하중 성능을 높일 수 있도록 재료 분포를 미세하게 변경하는데 그 목적이 있습니다.

성능 최적화는 입체 프린팅 장치를 이용해 제작된 3D 샘플을 통해 확인 및 파악할 수 있습니다. 당사의 실험용 기계 설비에서는 유닛 공동 설계 및 제조가 가능하며 설계를 개선한 용기를 직접 제작할 수도 있습니다. 이러한 옵션을 적용 시 당사의 상부 하중 검사용 기계 설비에서 정확도 검증을 위해 용기를 검사하게 됩니다.

가격

당사의 소프트웨어를 통해 용기 상부 하중을 평가하는 절차는 다음의 2가지 유형 중 하나에 해당됩니다. 1) 기대 수준보다 성능이 낮거나 개선을 요하는 기존 용기에 대한 평가. 이 유형의 평가는 당사의 실험실 검사를 통해 용기의 실제 상부 하중 강도를 평가하는 과정을 포함합니다.

또는

2) 용기 설계안에 대한 평가. 여기서는 신형 용기 또는 제안된 용기를 단독으로 평가하거나 Uniloy 설계 용기에 대한 보완 서비스를 제공할 수도 있습니다.

상기의 2가지 평가 유형에 대한 서비스는 다음 항목들을 포함합니다. 

  • 당사의 CAD 시스템에서 3D 모델 제작(수입 모델을 사용할 수 있으며 다만 이 경우에는 하기의 견적가를 초과하는 추가 요금이 부과될 수도 있으니 주의하시기 바랍니다)
  • Pro-Mechanica를 이용한 상부 하중 분석 및 응력 시험
  • 시각적으로 쉽게 파악할 수 있으며 실제 용기 상태에 최대한 근접한 반응을 보여주는 시험 결과
  • 최적의 성능을 구현하면서 설계 취지를 살리기 위해 권장되는 개선 사항
  • 유닛 세공 주문 시 추가 시험

Uniloy 조립 세공에 대한 결과 검증은 당사의 실험 검사를 통해 실시할 수 있습니다. 당사의 서비스는 2가지 편차와 1차 검사 및 변경안을 적용한 2차 평가를 각각 포함합니다. 추가적인 시뮬레이션이 제공됩니다.

  • 기존의 모델링된 용기에 대한 FEA 평가

    (1~2주 제공)

  • 새 용기 또는 제안된 용기에 대한 FEA 평가

    (2~3주 제공)

  • Uniloy가 제공하는 금형 패키지의 일부로서 새 용기 또는 제안된 용기에 대한 FEA 평가

    (2~3주 제공)

  • 상기에 명시된 패키지와 함께 추가로 구입한 FEA 반복 분석

    (1~2주 제공)

앞서 언급한 것처럼 추가적인 조작을 필요로 하는 수입 모델들은 사례별로 평가되며 추가 요금이 책정됩니다. (상기에 언급한 바와 같이) 당사의 입체 프린팅 장치로 제작된 3D 샘플, 유닛 공동 설계 및 제조, 실험용 기계 검사 등을 모두 이용할 수 있으며 이들 서비스의 이용 요금은 고객 요청 시 별도로 부과할 수 있습니다.

결론

개념 설계 단계의 용기를 이용해 다운스트림 부문의 성공을 위한 선도 투자를 하거나 결함이 있는 기존 용기를 개선할 경우, 당사의 상부 하중 평가 공정은 용기의 성능을 높이면서 귀사의 공정에 대한 신뢰를 구현합니다. 다양한 시험 조건 하에서 용기의 반응을 예측하는 과정에서 당사의 전문 지식을 활용하면 추측이 아닌, 보다 정확한 예측이 가능합니다!