유도 가열 시뮬레이션 지침

유도 가열을 시뮬레이션하여 얻는 결과는 해석 설정에 쏟는 노력에 따라 달라집니다.

Autodesk Moldflow Insight를 사용하여 유도 가열을 시뮬레이션하는 경우 유도 솔루션의 정확성은 전적으로 금형의 상대 자기 투과율 및 전기 저항률에 따라 달라지기 때문에 전체 금형에 대해 금형 재료를 지정해야 합니다. 또한 열전도 계수, 밀도 및 비열을 지정해야 합니다. 기술을 완전히 활용하기 위해 특정 금형 재료만 유도 가열에 사용할 수 있습니다. 일반 금형 재료는 자기 속성이 높지 않아 유도 가열 응용프로그램에서 효율적이지 않습니다.
제품 표면에서 유도 가열을 최적화하기 위해 유도 코일을 비롯한 전체 금형의 지오메트리를 정확하게 모델링하십시오. 유도 가열은 전체 금형의 지오메트리 및 다른 자기 속성의 금형에 전략적으로 배치된 삽입물에 의존합니다. 일반적으로 유도 가열 금형에는 스킨 효과를 향상시키기 위해 제품과 닿는 니켈 기반 삽입물이 있습니다. 금형 지오메트리와 재료 선택을 정확하게 수행할 수 있는 경우 금형의 유도 가열이 매우 효율적일 수 있습니다.
유도 가열은 금형의 재료 속성과 금형의 교류 주파수에 따라 달라지는 스킨 효과에 전적으로 의존합니다. 메쉬 전에 금형의 모든 바디에서 스킨 효과 두께를 계산해야 합니다. 메쉬 크기를 메쉬할 각 삽입물 또는 바디에 대한 스킨 두께 크기 이상으로 설정해야 합니다. 요소 높이가 스킨 두께의 1/3 이상이 되도록 향상된 레이어를 삽입물에 배치하십시오. 이러한 규칙을 따르면 스킨 두께에서 생성된 열이 완전히 캡처되어 매우 정확한 솔루션이 생성됩니다.
스킨 효과로 인해 유도 가열 시뮬레이션은 메쉬 크기에 매우 민감합니다. 선택한 주파수 및 메쉬 크기는 서로 종속됩니다. 주파수가 메쉬 크기에 비해 너무 높으면 연립방정식이 더 이상 대각선 지배가 아니므로 잘못된 조건 행렬이 생성됩니다. 잘못된 조건 행렬은 해결되지 않으며 해석이 오류와 함께 종료됩니다. 이러한 인스턴스에서는 메쉬를 더 정교하게 설정해야 합니다. 주파수가 낮으면 행렬 대각선 지배에 도움이 되지만 금형 설계 규격에 맞지 않을 수 있습니다.
시뮬레이션 환경에서 유도 코일 CAD 바디의 속성을 유도 코일(3D)로 설정하십시오. 이 코일 바디의 높은 잠재적 터미널과 낮은 잠재적 터미널은 경계 조건으로 설정됩니다. 높은 잠재적 터미널에서 터미널에 적용되는 소스 전류 또는 적용되는 전압을 지정하십시오. 유도 코일(3D) 바디 자체에서 코일에 적용되는 교류의 주파수를 설정하십시오.
유도 가열에서는 전류 강도가 금형을 가열하는 전력량을 제어합니다. 주파수가 높을수록 스킨 깊이가 얇아집니다. 즉, 주파수가 높을수록 더 얇은 스킨 깊이가 바디의 나머지 부분보다 더 빨리 가열되고 더 뜨겁습니다. 주파수가 낮을수록 더 두꺼운 스킨 깊이 리전이 더 느리게 가열되고 주파수가 높은 경우보다 더 차갑습니다. 이 현상은 설계 단계에서 올바르게 적용할 경우 급속 가열 및 냉각 응용프로그램에 매우 유용할 수 있습니다. 제품과 닿는 금형의 얇은 리전을 가열 대상으로 지정하면 사출 성형 사이클 전반에 걸쳐 금형 벌크가 매우 차갑게 유지되고 공정의 냉각 단계를 줄일 수 있습니다.
코일을 정의하고, 경계 조건 및 주파수를 설정하고, 금형을 올바른 메쉬 크기로 메쉬하여 해석을 시작할 수 있습니다. 솔버는 냉각 해석 시작 시 맥스웰 방정식을 해결하고 줄 가열을 계산하여 메모리에 저장합니다. 맥스웰 방정식의 솔루션 후에 일반 냉각(FEM) 해석이 수행됩니다. 시뮬레이션에서 히터가 켜져 있으면 이전에 계산된 줄 열이 소스 항으로 적용됩니다. 히터가 꺼져 있으면 소스 항이 해석에서 무시됩니다.