report of casting simulation for daelim motor co., ltd

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 : 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





-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)



전진하는 용탕이 서로 겹치지만Over Flow 방향으로 전진하므로

용탕의 충진상의 문제는 없음

Over Flow 역할이충분하지 않음







- 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



Fill Rate : 79%Time : 0.2142s

Hole 주위의 충진이 늦어Gas 배출이 원할하지 않음



Inverse Contour Inverse Contour


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


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


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)

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