KR20220038458A - 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법 - Google Patents

Abstract

컴퓨터-구현 방법, 컴퓨터-구현 방법을 수행하도록 구성되는 컴퓨터 시스템(132), 프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템(132)에 의해 실행될 때, 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템(132)이 방법을 수행하도록 야기하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램, 및 방법에서의 사용을 위한 데이터베이스(128)가 개시된다. 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티(112)의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법은, i) 금형 캐비티(112)의 적어도 일부를 복수의 셀(116)로 이산화하는 단계; ii) 캐비티 사출 포인트(114)를 한정하는 단계; iii) 각각의 셀(116)에 대한 가장 가까운 캐비티 표면(125)에 수직인 표면 법선 방향(124)을 결정하는 단계; iv) 각각의 셀(116)에 대한 셀 좌표계를 결정하는 단계로서, - 유동 방향(120)에 평행한 제1 주 방향(118), - 법선 방향(124)에 평행한 제3 주 방향(122), 및 - 제1 주 방향(118) 및 제3 방향(122)에 수직인 제2 주 방향(126)에 의해 정의되는 것인, 셀 좌표계를 결정하는 단계; 및 v) 각각의 셀(116)에 대한 금형 유동의 유동 방향(120)을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법

본 발명은, 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법, 물체의 설계를 검증하기 위한 방법, 컴퓨터-구현 방법에서 사용하기 위한 컴퓨터 시스템, 컴퓨터 프로그램 및 데이터베이스에 관한 것이다. 이러한 방법들, 시스템들 및 디바이스들은, 일반적으로, 예를 들어, 사출 성형 프로세스의 개발 단계에서 기술적 설계 또는 구성 목적들을 위해 이용될 수 있다. 그러나, 추가의 응용들이 가능하다.

사출 성형 프로세스들은, 최근의 소규모 및 대규모 제조 산업에서의 일반적인 제조 프로세스들이다. 통상적인 사출 성형 프로세스들에서, 플라스틱 재료, 예컨대 열가소성, 열경화성 또는 탄성중합체 재료는, 보통 가열 프로세스에서 용융되고, 이후, 예를 들어, 인가된 압력 하에서 빈 다이 내로 사출된다. 플라스틱 재료는 이후, 다이에 의해 주어지는 형태를 유지하기 위해, 보통 냉각 또는 경화 프로세스에서, 경화되고, 이로 인해 제조된 제품이 된다. 이는, 다이에 의해 형성되는 제품들의 대량 재생산을 허용한다. 다이를 설계하고 구성하기 위한 높은 비용들로 인해, 다이는, 사출 성형 도중에 임의의 문제들이 발생하면 쉽게 수정될 수 없다. 따라서, 생산 비용들 및 낭비를 최소화하기 위해, 다이 또는 금형 캐비티의 충전 프로세스는, 일반적으로, 통상적인 시뮬레이션 방법들을 사용하기 이전에 시뮬레이션된다.

사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 다양한 방법들이 공지되어 있다. 그러나, 일반적으로 그러한 방법들의 수행은, 매우 시간 소모적이고 복잡하다. 특히, 그러한 방법들은, 일반적으로 복잡한 계산들의 수행, 예를 들면, 미분 방정식들의 복잡한 시스템들의 수치적 풀이를 요구한다. 따라서, 그러한 방법들은, 일반적으로 큰 저장 및 계산 용량들을 요구한다.

사출 금형 시뮬레이션 결과들의 세트를 생성하는 데 필요한 시간 및 자원들을 감소시키기 위해, 예로서, EP 2 612 266 B1은 사출 금형 모델을 상호작용 방식으로 시뮬레이션하기 위해 컴퓨터 저장 매체 상에 인코딩되는 컴퓨터 프로그램들을 포함하는 방법들, 시스템들, 및 장치들을 설명한다. 사출 금형 캐비티를 표현하는 3차원 CAD 모델이 식별된다. 금형 캐비티는, 적어도 하나의 게이트의 개소를 구비한다. 사출 금형 캐비티 내로의 재료의 사출을 위해, 잠재적 충전 패턴이 결정된다. 결정된 충전 패턴은, 모델링된 금형 캐비티의 기하구조 및 치수들과 적어도 하나의 게이트의 개소에 적어도 부분적으로 기초한다. CAD 모델의 스트립 모델이, 결정된 충전 패턴에 적어도 부분적으로 기초하여 생성된다. 스트립 모델은, 사출 금형 캐비티 내의 재료의 사출을 시뮬레이션하는 스트립 분석을 수행하는 데 사용된다.

또한, 예로서, EP 1376415 A2는, 3차원 캐비티를 한정하는 금형 내로의 유체의 사출을 모델링하기 위한 방법을 설명한다. 방법은, 캐비티를 한정하는 3차원 컴퓨터 모델을 제공하는 단계; 모델에 기초하여 솔루션 도메인을 이산화하는 단계; 경계 조건들을 지정하는 단계; 및 솔루션 도메인의 적어도 일부에 대해 질량의 보존, 운동량의 보존, 및 에너지 방정식들의 보존을 사용하여 프로세스 변수들을 푸는 단계를 포함한다. 솔루션을 이산화하는 단계는, 모델을 복수의 노드에 의해 한정되는 복수의 연결된 요소로 세분함으로써 모델에 기초하여 유한 요소 메시를 생성하는 단계; 및 재료 속성들의 더 작은 변화의 제2 방향에서보다 재료 속성들의 더 큰 변화의 제1 방향에서 더 많은 노드가 존재하도록 메시를 이방성으로 정제하는 단계를 포함할 수 있고, 정제는, 노드로부터 경계까지의 거리를 계산하는 하위 단계; 및 노드 계층 넘버링 시스템을 사용하는 하위 단계 중 적어도 하나를 포함한다.

또한, US 9919465 B1은, 금형 캐비티를 갖는 금형; 복수의 섬유를 갖는 중합체 재료를 포함하는 복합 성형 수지로 금형 캐비티를 충전하도록 구성되는 성형 기계; 성형 기계에 연결되는 컴퓨팅 장치; 및 컴퓨팅 장치에 연결되는 컨트롤러를 포함하는, 성형 시스템을 설명한다. 컴퓨팅 장치는, 성형 기계에 대한 성형 조건에 기초하는 금형 캐비티 내의 섬유들의 이전 배향 분포, 섬유들의 이전 배향 분포에 기초하는 섬유들의 회전 확산 분포, 및 섬유들의 회전 확산 분포에 기초하는 섬유들의 업데이트된 배향 분포를 생성하도록 구성되는, 프로세서를 포함한다. 컨트롤러는, 금형 캐비티의 적어도 일부 내로 복합 성형 수지를 사출하기 위한 성형 조건으로 실제 성형을 수행하기 위해 성형 기계를 제어하도록 구성된다.

또한, US 2008/221845 A1은, 하이브리드 모델을 사용하여 프로세스 시뮬레이션 및 구조 분석을 수행하기 위한 장치 및 방법들을 설명한다. 예를 들어, 발명의 방법은, 플라스틱 컴포넌트 또는 금형 캐비티의 표현을 2개의 부분, 즉 간소화된 분석이 수행될 수 있는 부분 및 더 복잡한 분석이 요구되는 부분으로 분할함으로써, 하이브리드 솔루션 도메인을 자동으로 한정한다. 방법은, 컴포넌트 또는 금형의 표면을 설명하는 임의의 형태의 CAD 데이터를 입력으로서 사용할 수 있다. 또한, 발명은, 하이브리드 솔루션 도메인을 자동으로 생성하고, 도메인을 자동으로 이산화하며, 솔루션 도메인 내의 프로세스 변수들의 분포를 푸는 것에 의해, 금형 캐비티 내의 유체 유동을 시뮬레이션하기 위한 방법들을 제공한다.

US 9862133 B1은, 성형 기계에 연결되는 제어 모듈에 의해 제어되는 성형 기계를 사용하여 사출 성형된 섬유-강화 복합 물품을 준비하기 위한 방법을 설명한다. 방법은, 시뮬레이션 도메인에서 복합 성형 수지의 전단율 분포를 생성하기 위해 제어 모듈 상에서 실행되는 성형 시뮬레이션을 수행한다. 후속하여, 방법은, 섬유간 상호작용에 대한 전단율의 효과 및/또는 섬유들의 응답율을 감소시키는 것에 대한 전단율의 효과를 고려함으로써 제어 모듈 상에서 실행되는 복합 성형 수지 내의 섬유들의 배향 분포를 생성한다. 컨트롤러는, 그 후 금형 캐비티의 적어도 일부 내로 복합 성형 수지를 사출하기 위한 실제 성형을 수행하기 위한 성형 조건으로 성형 기계를 제어한다.

최근의 사출 성형 프로세스 시뮬레이션 방법들에 수반되는 장점들에도 불구하고, 몇몇 기술적 과제들이 남아 있다. 따라서, 여전히, 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 것은, 매우 시간 소모적이고 복잡할 수 있으며, 그리고 요구되는 계산 용량들은 여전히 과도하게 높을 수 있다. 또한, 충전 패턴들 및 제조 가능성에 더하여, 생산된 제품의 속성들이 고려될 필요가 있을 수 있다.

따라서, 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 전술한 기술적 과제들을 해결하는 수단들 및 방법들을 제공하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 이 분야에 공지된 디바이스들, 방법들 및 시스템들에 비해, 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 성능을 더 개선하기 위한, 방법들, 시스템들, 프로그램들 및 데이터베이스들이, 제안되어야 한다.

이러한 과제는, 독립 청구항들의 특징들을 갖는, 방법들, 시스템들, 프로그램들 및 데이터베이스들에 의해 해결된다. 격리된 방식으로 또는 임의의 조합들로 실현될 수 있는 유리한 실시예들이, 종속 청구항들에 열거된다.

이하에서 사용되는 바와 같이, "갖는다", "포함한다" 또는 "구비한다"라는 용어들 또는 이들의 임의의 문법적 변형형들은, 비-배타적인 방식으로 사용된다. 따라서, 이러한 용어들은, 이러한 용어들에 의해 소개된 특징 이외에, 추가의 특징들이 이러한 맥락에서 설명된 엔티티에 존재하지 않는 상황 및 하나 이상의 추가의 특징들이 존재하는 상황 양자 모두를 지칭할 수 있다. 예로서, "A가 B를 갖는다", "A가 B를 포함한다"라는 표현들은, B 외에 다른 요소가 A에 존재하지 않는 상황(즉, A가 B로 단독으로 그리고 배타적으로 구성되는 상황) 및 B 외에 요소 C, 요소 C 및 D 또는 심지어 추가의 요소들과 같은 하나 이상의 추가의 요소가 엔티티 A에 존재하는 상황 양자 모두를 지칭할 수 있다.

또한, 특징 또는 요소가 한 번 또는 한 번보다 많이 존재할 수 있다는 것을 나타내는 용어들 "적어도 하나", "하나 이상" 또는 유사한 표현들은, 통상적으로 각각의 특징 또는 요소를 소개할 때 한 번만 사용될 것이라는 점에 유의해야 한다. 아래에서, 대부분의 경우에, 각각의 특징 또는 요소를 언급할 때, 표현들 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"은, 각각의 특징 또는 요소가 한 번 또는 한 번보다 많이 존재할 수 있다는 사실에도 불구하고, 반복되지 않을 것이다.

또한, 이하에서 사용되는 바와 같이, "바람직하게", "더 바람직하게", "특히", "더 특히", "구체적으로", "더 구체적으로"라는 용어들 또는 유사한 용어들이, 대안의 가능성들을 제한하지 않고 선택적인 특징들과 관련하여 사용된다. 따라서, 이 용어들에 의해 소개되는 특징들은, 선택적 특징들이고 청구항들의 범위를 어떤 방식으로도 제한하려고 의도되지 않는다. 본 발명은, 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 대안의 특징들을 사용하여 수행될 수 있다. 유사하게, "본 발명의 일 실시예에서" 또는 유사한 표현들에 의해 소개되는 특징들은, 본 발명의 대안의 실시예들에 관한 어떤 제한도 없이, 본 발명의 범위에 관한 어떤 제한도 없이 그리고 이러한 방식으로 소개되는 특징들을 본 발명의 다른 선택적 또는 비선택적 특징들과 결합할 가능성에 관한 어떤 제한도 없이, 선택적 특징들인 것으로 의도된다.

본 발명의 제1 양태에서, 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법이 개시된다. 컴퓨터-구현 방법은 또한, 방법 또는 시뮬레이션 방법으로 지칭될 수 있다. 컴퓨터-구현 방법은, 주어진 순서로 수행될 수 있는 다음의 단계들을 포함한다. 그러나, 상이한 순서가 또한 가능할 수 있다. 또한, 단계들 중 하나 또는 하나 초과 또는 심지어 전부가, 한 번 또는 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 방법 단계들은, 시간적으로 중첩되는 방식으로 또는 심지어 병렬로 수행될 수 있다. 방법은, 열거되지 않은 추가적인 방법 단계들을 더 포함할 수 있다.

컴퓨터-구현 방법은, 다음의 단계들을 포함한다:

i) 금형 캐비티의 적어도 일부를 복수의 셀로 이산화하는 단계;

ii) 캐비티 사출 포인트를 한정하는 단계;

iii) 각각의 셀에 대해 가장 가까운 캐비티 표면에 수직인 표면 법선 방향을 결정하는 단계;

iv) 각각의 셀에 대한 셀 좌표계를 결정하는 단계로서,

- 유동 방향에 평행한 제1 주 방향,

- 법선 방향에 평행한 제3 주 방향, 및

- 제1 및 제3 주 방향들에 수직인 제2 주 방향

에 의해 정의되는 것인, 셀 좌표계를 결정하는 단계; 및

V) 각각의 셀에 대해 금형 유동의 유동 방향을 결정하는 단계.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "충전 프로세스"는, 광범위한 용어이며, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 용어는 구체적으로, 제한 없이, 적어도 하나의 재료, 구체적으로 액체 또는 용융된 재료와 같은 무형의 재료를 금형과 같은 임의의 수집체(collector) 또는 수용체(containment) 안으로 붓거나, 누르거나, 빨아드리는 절차를 지칭할 수 있다. 따라서, 용어 "금형 캐비티의 충전 프로세스"는, 유체 또는 용융된 재료 질량과 같은 무형의 재료를 다이 또는 형틀(form)의 임의의 공동(void) 안으로 충전하는 절차를 지칭할 수 있다. 특히, 금형 캐비티, 예를 들어, 다이 또는 형틀의 공동은, 형상 또는 형태를 무형의 재료 상에 전사하도록 구성될 수 있다. 특히, "사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스"는, 유체 또는 용융된 재료 질량과 같은 무형의 재료를 금형 캐비티 안으로, 예를 들어, 다이 또는 형틀의 공동 안으로, 사출에 의해, 구체적으로 무형의 재료에 압력을 가함으로써, 충전하는 절차일 수 있다. 구체적으로, 무형의 질량에 대해, 플라스틱 재료의 용융된 질량이, 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "플라스틱 재료"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 열가소성, 열경화성 또는 탄성중합체 재료를 지칭할 수 있다. 특히, 플라스틱 재료는, 단량체들 및/또는 중합체들을 포함하는 물질들의 혼합물일 수 있다. 구체적으로, 플라스틱 재료는, 열가소성 재료일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 플라스틱 재료는, 열경화성 재료일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 플라스틱 재료는, 탄성중합체 재료를 포함할 수 있다.

플라스틱 재료는, 예를 들어 플라스틱 재료 내에 분산되는 충전 재료들과 같은 추가의 물질들을 포함할 수 있다. 특히, 추가의 물질들은, 예를 들어 적어도 하나의 강화 섬유와 같은 임의의 섬유 중 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 플라스틱 재료는, 섬유-강화 플라스틱 재료일 수 있다. 예로서, 플라스틱 재료 내에 분산되는 섬유들은, 0mm<L≤50mm, 구체적으로 0mm≤L<10mm, 더 구체적으로 0.05mm≤L<1mm인, 길이 L을 갖는 섬유들일 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "이산화"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 2차원 또는 3차원 형태와 같은 임의의 미리 한정된 공간을 유한한 수의 엔티티들 또는 하위공간들로 분할하는 프로세스를 지칭할 수 있다. 특히, 금형 캐비티의 적어도 일부는, 복수의 셀로 이산화될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "셀"은, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한없이, 임의의 형상의 엔티티 또는 공간, 구체적으로는 하위공간을 지칭할 수 있다. 셀은, 복수의 편평한 표면으로 구성된 표면을 가질 수 있고, 복수의 편평한 표면 각각은, 적어도 하나의 인접한 또는 이웃하는 셀의 편평한 표면을 동시에 형성할 수 있다. 구체적으로는, 셀은, 4면체, 직육면체 또는 8면체 형상 또는 형태를 가질 수 있다. 만곡된 에지들을 갖는 셀 형태도, 역시 가능하다. 예로서, 복수의 셀의 모든 셀들은, 셀의 체적, 형태 또는 형상과 같은, 셀의 적어도 하나의 속성에서 서로 동일할 수 있다. 따라서, 예로서, 금형 캐비티의 적어도 일부는, 4면체 형태를 갖는 복수의 셀로 이산화될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "캐비티 사출 포인트"는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 재료가 충전 프로세스에서 캐비티에 진입하는 입구의 위치를 지칭할 수 있다. 특히, 캐비티 사출 포인트는, 금형 캐비티의 캐비티 벽 내의 적어도 하나의 구멍의 위치일 수 있거나 이를 포함할 수 있으며, 이를 통해 무형의 재료, 예를 들어 플라스틱 재료의 용융된 질량이, 금형 캐비티 안으로 사출될 수 있다. 구체적으로, 재료, 예를 들어 플라스틱 재료의 금형 캐비티로의 유동은, 캐비티 사출 포인트에서 시작할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "표면 법선 방향"이라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 직선에 평행한 코스를 지칭할 수 있으며, 직선은 표면에 직교한다. 특히, 단계 iii)에서 각각의 셀에 대해 결정되는 표면 법선 방향은, 가장 가까운 캐비티 표면의 표면 법선 방향일 수 있다. 구체적으로, 복수의 셀 중의 각각의 셀에 대해, 가장 가까운 캐비티 표면에 수직인 표면 법선 방향이 결정될 수 있다. 따라서, 각각의 셀에 대해, 셀에 가장 가까운 금형 캐비티의 표면에 수직인 셀에 대한 법선 방향이, 결정될 수 있다.

단계 iv)에서 결정되는 바와 같은 셀 좌표계가, 복수의 셀 중의 각각의 셀에 할당될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "셀 좌표계"는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 셀에 할당되는 직교 좌표계를 지칭할 수 있다. 따라서, 셀 좌표계는, 서로 직각으로 정렬되는 3개의 주 방향을 포함하는 직교 좌표계일 수 있고, 여기서 제1 주 방향은, 유동 방향에, 구체적으로는 셀의 유동 방향에 평행하고, 제3 주 방향은, 법선 방향에, 구체적으로는 셀에 대한 법선 방향에, 더 구체적으로는 셀의 가장 가까운 표면 또는 표면 셀에 대한 법선 방향에 평행하며, 그리고 제2 주 방향은, 제1 주 방향 및 제3 주 방향에 수직이다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "유동 방향"은, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하고, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 재료가 움직이고 있거나 움직이려고 하는 라인 또는 코스를 지칭할 수 있다. 특히, 유동 방향은, 플라스틱 재료의 용융된 질량이 예를 들어 충전 프로세스에서 움직이고 있는 국지적 방향을 지칭할 수 있다. 유동 방향은 구체적으로, 예를 들어, 충전 프로세스에서의 플라스틱 재료의 용융된 질량의 평균 질량 유동의 국지적 방향을 지칭할 수 있다. 따라서, 셀 좌표계의 제1 주 방향은, 플라스틱의 용융된 질량이 셀 내에서 또는 셀을 통해 움직이고 있는 방향에 평행할 수 있다. 특히, 셀 좌표계의 제1 주 방향은, 플라스틱의 용융된 질량이 구체적으로 충전 프로세스에서 셀에 처음 들어갈 때 셀 내에서 또는 셀을 통해 움직이고 있는 초기 방향에 평행할 수 있다.

플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인 경우, 방법은 다음의 단계:

vi) 섬유-강화 플라스틱 재료의 섬유 배향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "섬유 배향"은, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 공간 내의 섬유의 공간적 배향을 설명하는 적어도 하나의 정보 아이템을 지칭할 수 있다. 따라서, 예로서, 섬유 배향은, 적어도 하나의 좌표계 또는 각도 좌표계에 대한 섬유의 섬유 축의 배향을 설명하는, 적어도 하나의 각도를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 정보 아이템은, 섬유의 섬유 축에 평행하게 배향되는 단위 벡터 등의 벡터를 포함할 수 있다.

특히, 단계 vi)는, 사출 성형 프로세스에서 사용될 플라스틱 재료를 평가하는 단계, 및 사출 성형 프로세스에서 사용되는 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인 경우, 섬유-강화 플라스틱 재료의 섬유 배향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

단계 vi)는, 데이터베이스를 제공하는 하위단계 vi.1)을 더 포함할 수 있다. 특히, 데이터베이스는, 적어도 하나의 더미 요소를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "데이터베이스"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 적어도 하나의 데이터 저장 디바이스에 저장된 정보와 같은 정보의 임의의 집합을 지칭할 수 있다. 데이터베이스는 또한, 그 안에 정보를 저장한 적어도 하나의 데이터 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 특히, 데이터베이스는, 정보의 임의의 집합을 포함할 수 있다. 예로서, 데이터베이스는, 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "더미 요소"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 통상적이며 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 분석 또는 테스트에 사용되는 임의의 물체를 지칭할 수 있다. 특히, 더미 요소는, 적어도 더미 요소의 속성들을 분석하거나 또는 결정할 목적으로 생성되거나 제조될 수 있다. 구체적으로, 더미 요소는, 정보, 예를 들어, 더미 요소의 적어도 하나의 속성에 관한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 더미 요소는, 예를 들어, 적어도 하나의 섬유-강화 플라스틱 재료를 포함할 수 있고, 섬유-배향에 관한 정보, 구체적으로 더미 요소 내부에서의 섬유- 배향에 관한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다. 더미 요소 내부에서의 섬유 배향에 관한 정보는, 데이터베이스에 저장될 수 있다.

데이터베이스에 포함되는 정보는, 예를 들어, 섬유 배향에 관한 시뮬레이션된 데이터 또는 경험적으로 검색된 데이터 중 하나 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 구체적으로, 데이터베이스에 포함되는 정보는, 섬유 배향에 관한, 적어도 하나의 더미 요소를 사용하여 검색되는 데이터와 같은 경험적으로 검색된 데이터를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 데이터베이스는, 예를 들어, 유한 요소법(FEM) 시뮬레이션들에 기초하는 시뮬레이션 도구들과 같은, 이 분야의 통상의 기술자에게 공지된 하나 이상의 시뮬레이션 도구를 사용하여 검색되는 섬유 배향에 관한 데이터와 같은, 섬유 배향에 관한 시뮬레이션된 데이터를 포함할 수 있다.

단계 vi)는, 셀의 셀 위치를 사용함으로써 데이터베이스로부터 각각의 셀에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 검색하는 그리고 셀 좌표계에서의 셀에 대한 섬유 배향을 결정하는 하위단계 vi.2)를 더 포함할 수 있다. 데이터베이스는, 각각의 셀에 대한 섬유 배향에 관한 정보가 셀 위치에 관한 정보를 통해 검색가능하거나 액세스가능할 수 있도록 조직화될 수 있다. 구체적으로, 데이터베이스는, 셀 위치에 관한 정보가 섬유 배향에 관한 정보에 링크될 수 있도록 구조화될 수 있다.

셀 위치는, 예를 들어:

- 금형 캐비티의 중심 평면으로부터의 셀의 거리;

- 금형 캐비티의 중심 축으로부터의 셀의 거리;

- 가장 가까운 캐비티 표면으로부터의 셀의 거리; 및

- 캐비티 사출 포인트로부터 셀의 거리

로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 적어도 하나의 거리를 포함할 수 있다.

거리는, 상대 단위들 및/또는 절대 단위들로 주어질 수 있다. 따라서, 거리는, 예를 들어 셀들의 수와 같은 상대 거리 단위들로 주어질 수 있다. 예로서, 거리는, 금형 캐비티의 중심 평면으로부터의, 금형 캐비티의 중심 축으로부터의, 가장 가까운 캐비티 표면으로부터의, 및/또는 캐비티 사출 포인트로부터의, 셀들의 수로 주어질 수 있다.

단계 vi.2)는, 특히, 금형 캐비티와 더미 요소 사이의 유사성 고려사항들을 사용함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 vi.2)는, 금형 캐비티의 형상과 더미 요소의 형상 사이의 유사성 고려사항들을 사용함으로써 수행될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "유사성 고려사항"이라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는, 구체적으로, 제한 없이, 적어도 2개의 대상 사이의 임의의 닮음 또는 대응의 고려 또는 평가를 지칭할 수 있다. 따라서, 예로서, 유사성 고려사항들에 의해, 알려진 물체의 속성들이, 알려지지 않은 물체 상으로 전사될 수 있다. 특히, 유사성, 예를 들어 닮음 또는 대응이, 2개의 대상 사이에서, 예를 들어 금형 캐비티와 더미 요소 사이에서 고려될 수 있다. 구체적으로, 적어도 2개의 대상 사이의, 예를 들어 금형 캐비티와 더미 요소 사이의 유사성은, 형상, 형태, 공간 등과 같은, 적어도 2개의 대상 각각의 적어도 하나의 속성을 비교하는 것에 의해 고려될 수 있다.

특히, 유사성 고려사항들은, 금형 캐비티의 셀에 대한 그리고 더미 요소에 대한 좌표계들의 유사한 정의들을 사용함으로써, 금형 캐비티에서의 섬유 배향이, 개별적으로 금형 캐비티 및 더미 요소 내부에서의 동일한 상대 위치들에 대해 더미 요소에서의 섬유 배향과 동일하다는, 가정에 기초할 수 있다.

방법은, 복수의 셀 중의 표면 셀들을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특히, 방법은, 방법의 단계 iii)을 수행하기 이전에 복수의 셀 중의 표면 셀들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 방법은, 방법의 단계 i)과 ii) 사이에, 복수의 셀 중의 표면 셀들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같은 용어 "표면 셀"은, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 물체의 최외곽 부분에 위치되거나 배열되는 임의의 셀을 지칭할 수 있다. 특히, 표면 셀은, 임의의 물체의 형상 또는 형태의 외측 경계에 위치될 수 있다. 따라서, 예로서, 금형 캐비티를 이산화하는 복수의 셀 중의 표면 셀은, 예를 들어 금형 캐비티의 표면에 위치될 수 있다. 구체적으로, 금형 캐비티를 이산화하는 복수의 셀 중의 표면 셀들은, 금형 캐비티의 표면에 위치되는 임의의 수의 셀들을 포함할 수 있다.

방법은, 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀에 대한 이웃 셀들을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 방법은, 방법의 단계 v)를 수행하기 이전에 복수의 셀 중의 이웃 셀들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 방법은, 방법의 단계 i)과 iii) 사이에, 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀에 대한 이웃 셀들을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "이웃 셀"이라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적인 그리고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되어서는 안된다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 접한 또는 인접한 셀을 지칭할 수 있다. 특히, 복수의 셀 중의 개별 셀에 대한 이웃 셀은, 개별 셀로부터 인접하여 위치되는 셀일 수 있다. 구체적으로는, 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀은, 복수의 이웃 셀을 가질 수 있다.

방법은, 이웃 셀들에 대한 정보를 사용하여 셀-충전 시퀀스를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특히, 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀에 대한 이웃 셀들을 결정함으로써 수집되는 이웃 셀들에 대한 정보는, 셀-충전 시퀀스를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 셀-충전 시퀀스는, 시작 셀과 더불어 시작할 수 있고, 시작 셀은, 캐비티 사출 포인트에 위치된다.

방법은, 각각의 개별 셀에 대한 이웃 셀들로부터의 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유입에 대한 재귀적 결정 단계를 더 포함할 수 있다. 따라서, 특히, 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀에 대해, 그것의 이웃 셀들로부터의 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유입은, 재귀적으로 결정될 수 있다. 예로서, 질량들 또는 질량 유동의 균형이, 반복적으로 계산될 수 있다.

또한, 방법은, 이웃 셀들로부터의 유입 및 이웃 셀들 내로의 유출을 고려함으로써, 각각의 개별 셀에 대한 연속성 방정식을 재귀적으로 푸는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀에 대해, 연속성 방정식은, 예를 들어, 그것의 이웃 셀들로부터의 유입 및 그것의 이웃 셀들 내로의 유출을 고려함으로써, 재귀적으로 풀릴 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "연속성 방정식"이라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그것의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 양의 수송을 설명하는 방정식 또는 공식을 지칭할 수 있다. 특히, 연속성 방정식은, 보존의 물리학 원리에 기초할 수 있다. 구체적으로, 연속성 방정식은, 질량 보존의 원리에 기초할 수 있다. 따라서 연속성 방정식은, 질량 균형을 고려할 수 있다. 예를 들어, 연속성 방정식에서, 임의의 셀에 대해, 이웃 셀들 내로의 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유출은, 이웃 셀들로부터 셀로의 유입 빼기 셀 자체에 남아 있는 플라스틱 재료의 용융된 질량과 동일하다고 간주될 수 있다.

방법은, 복수의 셀 중의 셀들 각각에 대한 벽 두께 정보를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 방법은, 단계 v)를 수행하기 이전에 벽 두께를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 방법은, 단계 iv)와 단계 V) 사이에 벽 두께를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "벽 두께", 구체적으로 용어 "벽 두께 정보"는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않는다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 임의의 요소의, 요소의 표면의 법선 방향으로의 국지적 연장을 지칭할 수 있다. 구체적으로, 금형 캐비티의 벽 두께는, 금형 캐비티의 표면의 법선 방향으로의 금형 캐비티의 연장에 대한 정보일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 금형 캐비티의 벽 두께는, 유동 방향, 구체적으로 금형 캐비티의 충전 프로세스에서의 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 방향에 수직인 방향으로의 금형 캐비티의 연장에 대한 정보일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 셀, 구체적으로 금형 캐비티를 이산화하는 복수의 셀 중의 셀에 대한 벽 두께 정보는, 금형 캐비티의 표면의 법선 방향으로의 셀의 연장일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 복수의 셀, 구체적으로 금형 캐비티를 이산화하는 복수의 셀 중의 셀에 대한 벽 두께 정보는, 유동 방향에 수직인 방향, 특히 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 방향에 수직인 방향으로의 셀의 연장일 수 있다. 예로서, 복수의 셀 중의 셀에 대한 벽 두께 정보는, 금형 캐비티의 표면의 법선 방향으로의 연장일 수 있고, 연장은 추가로, 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 방향에 수직으로 배향된다.

방법은, 유동 선단 진행(flow front advance)을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특히, 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 선단의 전진 또는 진행이 결정될 수 있다. 구체적으로, 금형 캐비티 내의 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 선단의 진행이 결정될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "유동 선단"은, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 이동 또는 진행하는 유체 또는 용융된 재료의 선단를 지칭할 수 있다. 특히, 유동 선단은, 예를 들어 충전 프로세스에서 금형 캐비티 내에서 진행하는 플라스틱 재료의 용융된 질량의 선단일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "유동 선단 진행"은 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 유동 선단의 전진을 지칭할 수 있다. 특히, 유동 선단 진행은, 충전 프로세스에서 금형 캐비티 내에서 이동 또는 진행하는 플라스틱 재료의 용융된 질량의 선단의 전진과 같은, 유동 선단의 순방향 이동에서의 전진이거나 이를 포함할 수 있다.

유동 선단 진행을 결정하는 단계는, 구체적으로 유동 선단 속도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 예로서, 유동 선단 속도는, 다음의 공식들을 사용하여 계산될 수 있다.

여기서, h는, 셀의 벽 두께를 나타낼 수 있을 것이다. 특히, 벽 두께는, 예를 들어 금형 캐비티의 상측 및 하측의, 특히 표면 셀들의 법선 방향에서의 대응하는 표면 셀들 또는 요소들 사이의 거리일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 구체적으로, η는, 플라스틱 재료의 용융된 질량의 점도를 나타낼 수 있다. 특히, p₁은, 플라스틱 재료의 용융된 질량의 충전 압력을 나타낼 수 있고, p₀은, 금형 캐비티 내의 주변 압력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, I는, 캐비티 사출 포인트로부터의 유동 선단의 거리를 나타낼 수 있다. Q는, 플라스틱 재료의 체적 유량을 나타낼 수 있다. A는, 충전된 표면적, 특히 플라스틱 재료로 충전된 표면적을 나타낼 수 있다. 특히, 유동 선단에서의 압력은, 금형 캐비티 내의 주변 압력과 동일하다고 가정할 수 있다. 따라서, 금형 캐비티 내의 주변 압력 p₀은, 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 선단에서의 금형 캐비티 내의 국지적 압력과 동일하다고 가정할 수 있다.

결정된 압력 레벨이 사전 결정된 압력 임계값보다 높으면, 유동 선단 진행이 중단될 수 있다. 따라서, 결정된 압력 레벨, 예를 들어 계산된 압력 레벨이 사전 결정된 압력 임계값을 초과하는 경우, 유동 선단의 전진은 종료될 수 있다. 사전 결정된 압력 임계값은, 예를 들어 사출 성형 프로세스 도중에 플라스틱 재료의 용융된 질량에 작용하는, 최대 압력, 특히 최대 달성 가능 압력 값과 유사할 수 있다.

결정된 압력 레벨은, 사출 성형 프로세스에서 사용되는 플라스틱 재료의 용융된 질량의 속성 및 금형 기하구조 중 하나 이상에 의존할 수 있다. 구체적으로, 결정된 압력 레벨은, 사출 성형 프로세스에서 사용되는 플라스틱 재료의 용융된 질량의 속성, 예를 들어 플라스틱 재료의 용융된 질량의 적어도 하나의 점도, 및 적어도 하나의 벽 두께 또는 적어도 하나의 유동 경로 길이와 같은 금형 기하구조 중 하나 이상에 의존할 수 있다.

방법은, 플라스틱 재료의 용융된 질량으로 금형 캐비티를 완전히 충전하기 위한 최소 압력 요구를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인 경우, 방법은, 섬유-강화 플라스틱 재료로 금형 캐비티를 완전히 충전하기 위한 최소 압력 요구를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 최소 압력 요구를 결정하는 단계는, 플라스틱 재료의 용융된 질량으로 금형 캐비티를 완전히 충전하기에 적합한 최소 압력값을 식별하는 단계이거나 이를 포함할 수 있다.

데이터베이스에 포함된 정보는, 예를 들어 사전 결정된 두께를 갖는 적어도 하나의 더미 요소 내의 섬유 배향에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 특히, 섬유 배향은, 더미 요소 내부에서의 위치의 함수로서 데이터베이스에서 주어질 수 있다.

섬유 배향에 관한 정보는, 뒤따르는 것들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 거리의 함수로서 데이터베이스에서 주어질 수 있다:

- 더미 요소의 중심 평면으로부터의 거리;

- 더미 요소의 중심축으로부터의 거리;

- 더미 요소의 가장 가까운 캐비티 표면으로부터의 거리; 및

- 더미 요소의 사출 포인트로부터의 거리.

거리는, 예를 들어, 상대 단위들로 주어질 수 있다. 따라서, 거리는, 예를 들어 셀들의 수와 같은 상대 거리 단위들로 주어질 수 있다. 예로서, 거리는, 더미 요소의 중심 평면으로부터의, 더미 요소의 중심 축으로부터의, 더미 요소의 가장 가까운 캐비티 표면으로부터의, 및/또는 더미 요소의 사출 포인트로부터의, 셀들의 수로 주어질 수 있다.

섬유 배향에 관한 정보는 구체적으로, 섬유 배향의 방향 및 섬유 배향의 정도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 특히, 섬유 배향에 관한 정보는, 섬유 배향의 방향 및 섬유 배향의 정도, 구체적으로 각각의 주 방향에서의 섬유 배향의 정도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 섬유 배향에 관한 정보는, 더미 요소의 더미 좌표계에서의 섬유 배향의 방향을 포함할 수 있다. 예로서, 더미 좌표계는, 뒤따르는 것들 의해 정의될 수 있다:

- 더미 요소의 유동 방향, 구체적으로 더미 요소의 중심축에 평행한, 제1 주 방향;

- 더미 요소의 표면에 수직인, 특히 슬래브 형상 더미 요소의 표면 또는 슬래브 형상 더미 요소의 연장 평면에 수직인, 제3 주 방향; 및

- 제1 주 방향 및 제3 주 방향들에 수직인, 제2 주 방향.

적어도 하나의 더미 요소는 구체적으로, 적어도 2개의 평행한 표면을 갖는 적어도 하나의 슬래브-형상 요소를 포함할 수 있다. 특히, 더미 요소의 적어도 일부는, 편평한 형상, 예를 들어 편평한 직사각형 형상과 같은 플레이트 또는 슬라이스 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 슬래브-형상 요소는, 두께를 초과하는 폭을 갖는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 특히, 슬래브-형상 요소는, 적어도 2배만큼 두께를 초과하는 폭을 갖는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 더 구체적으로, 슬래브-형상 요소는, 적어도 3배 또는 적어도 4배만큼 두께를 초과하는 폭을 갖는 직사각형 단면을 가질 수 있다.

데이터베이스는 구체적으로, 복수의 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 데이터베이스는, 적어도 2개의, 바람직하게는 2개 초과의 섬유-강화 플라스틱 재료들에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 데이터베이스는, 동일한 더미 요소들을 위한 복수의 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함할 수 있다.

방법은, 복수의 셀 중의 용접 라인 셀들을 결정하는 단계로서, 적어도 2개의 유동 선단이 용접 라인 셀들 각각에서 만나는 것인, 용접 라인 셀들을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

용접 라인 셀들에서의 섬유 배향에 관한 정보는, 예를 들어 방법의 단계 vi.1)에서 제공되는 데이터베이스로부터 검색될 수 있다.

방법은, 충전 압력, 유동 경로 길이, 전단율, 수축 및 각각의 셀에 대한 임계 두께, 특히 질량 축적 중 하나 이상을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예로서, 방법의 적어도 단계 i) 내지 v)를 수행하는 것은, 처리 시간 T가 걸릴 수 있고, 여기서 O초<T≤300초, 구체적으로는 0초<T≤120초, 더 구체적으로는 O초<T≤60초, 특히 O초<T≤30초이다.

방법은, 다음의 단계를 더 포함할 수 있다:

vii) 섬유 배향, 구체적으로 섬유 배향의 방향; 섬유 배향의 정도, 구체적으로 적어도 하나의 주 방향에서의 섬유 배향의 정도; 충전 상태, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 충전 상태; 압력 상태, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 압력 상태; 전단율 분포, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 전단율 분포 상태; 질량 축적 상태; 유동 경로 길이 상태; 수축 상태로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는, 적어도 하나의 시각화한 사물(visualization)을 출력하는 단계.

특히, 시각화한 사물은, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트를 통해 출력될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "인터페이스"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하고, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 한정되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 정보를 전송하도록 구성되는 경계를 형성하는 아이템 또는 요소를 지칭할 수 있다. 특히, 인터페이스는, 예를 들어 정보를 전송 또는 출력하기 위한 계산 디바이스, 예로서 컴퓨터로부터, 예를 들어 다른 디바이스로 정보를 전송하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 인터페이스는, 예를 들어 정보를 수신하기 위한 계산 디바이스, 예를 들어 컴퓨터로 정보를 전송하도록 구성될 수 있다. 인터페이스 또는 포트는 구체적으로, 정보를 전송 또는 교환하기 위한 수단을 제공할 수 있다. 특히, 인터페이스는, 데이터 전송 연결, 예로서 블루투스, NFC, 유도 결합 등을 제공할 수 있다. 예로서, 인터페이스 또는 포트는, 네트워크 또는 인터넷 포트, USB 포트 및 디스크 드라이브 중 하나 이상일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 시각화한 사물은, 비주얼 디스플레이 상에 디스플레이될 수도 있다.

본 발명의 추가 양태에서, 물체의 설계를 검증하기 위한 방법이, 개시된다. 방법은, 검증 방법으로도 지칭될 수 있다. 방법은, 다음의 단계들을 포함하고, 이들은 주어진 순서로 수행될 수 있다. 그러나, 상이한 순서가 또한 가능할 수 있다. 게다가, 단계들 중 하나 또는 하나 초과 또는 심지어 전부가, 한 번 또는 반복적으로 수행될 수 있다. 게다가, 방법 단계들은, 시간적으로 중첩되는 방식으로 또는 심지어 병렬로 수행될 수 있다. 이 방법은, 열거되지 않은 추가적인 방법 단계들을 더 포함할 수 있다.

방법은, 뒤따르는 단계들을 포함할 수 있다:

I. 물체의 CAD 데이터를 제공하는 단계;

II. 물체의 CAD 데이터를 물체를 사출 성형하기 위한 대응하는 금형 캐비티의 CAD 데이터로 변환하는 단계;

III. 적어도 하나의 플라스틱 재료 및 적어도 하나의 사출 포인트를 선택하는 단계;

IV. 이상에 설명된 바와 같은 또는 아래에 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 방법, 구체적으로 시뮬레이션 방법을 사용함으로써, 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 단계; 및

V. 단계 IV에 의해 제공된 시뮬레이션 결과를 평가하는 단계.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "설계"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되어서는 안된다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 물체 또는 프로세스의 계획 및/또는 사양을 지칭할 수 있다. 설계는, 예로서 물체의 형상 및/또는 계획에서 제공되는 다른 기술적 상세들을 포함할 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "검증"이라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 제한되어서는 안된다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 예를 들어 제품, 서비스 또는 시스템이 규제 또는 기술 표준들을 충족시킨다는 것을 확립하고 문서화하기 위해, 하나 이상의 전제조건들 또는 표준들을 준수하기 위해 제품 또는 프로세스를 검토, 검사 또는 테스트하는 것 중 하나 이상을 행하는 프로세스를 지칭할 수 있다. 구체적으로, 설계의 검증은, 예컨대, 설계가 의도된 용도에 적당한지를, 예를 들어 물체의 설계가 사출 성형과 같은 원하는 제조 프로세스와 호환되는지를 시뮬레이션 및/또는 테스트하는 것에 의해 평가하는 것을 포함할 수 있다.

검증 방법은, 구체적으로 방법의 단계 IV에서, 위에 설명된 바와 같은 또는 아래에 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 시뮬레이션 방법을 사용하는 것을 포함한다. 따라서, 본 명세서에 사용되는 용어들 중 대부분의 가능한 정의들을 위해, 본 발명의 제1 양태에 개시되는 바와 같은 시뮬레이션 방법의 설명이 참조될 수 있다.

단계 III에서, 적어도 하나의 플라스틱 재료 및 적어도 하나의 사출 포인트는, 예를 들어 알고리즘에 의해 자동으로 선택될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 적어도 하나의 플라스틱 재료는, 적어도 하나의 사용자에 의해, 구체적으로 검증 방법을 사용하는 사용자에 의해, 선택될 수 있다.

단계 V에서 평가되는 시뮬레이션 결과는, 예를 들어 적어도 하나의 시각화한 사물일 수 있고, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트를 통해 출력될 수 있다.

본 발명의 추가 양태에서, 컴퓨터 시스템이, 개시된다. 컴퓨터 시스템은, 전술된 바와 같이 또는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터 구현된 방법, 예를 들어, 시뮬레이션 방법을 수행하도록 구성되는, 적어도 하나의 프로세서를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "프로세서"라는 용어는, 광범위한 용어이고, 이 분야의 통상의 기술자에게 그의 일반적이고 관례적인 의미로 주어져야 하며, 특수한 또는 맞춤화된 의미로 한정되지 않아야 한다. 이러한 용어는 구체적으로, 제한 없이, 컴퓨터 또는 시스템의 기본 동작들을 수행하도록 구성되는 임의의 로직 회로를 지칭할 수 있다. 특히, 프로세서는, 컴퓨터 또는 시스템을 구동하는 기본 명령어들을 처리하도록 구성될 수 있다. 예로서, 프로세서는, 적어도 하나의 산술 논리 유닛(arithmetic logic unit: ALU), 수학 코프로세서 또는 수치 코프로세서와 같은 적어도 하나의 부동 소수점 유닛(floating-point unit: FPU), 복수의 레지스터, 구체적으로 ALU에 피연산자들을 공급하고 연산들의 결과들을 저장하도록 구성되는 레지스터들, 및 L1 및 L2 캐시 메모리와 같은 메모리를 포함할 수 있다. 특히, 프로세서는, 멀티 코어 프로세서일 수 있다. 구체적으로, 프로세서는, 중앙 처리 유닛(central processing unit: CPU)일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 프로세서는, 마이크로프로세서일 수 있거나 이를 포함할 수 있고, 따라서, 구체적으로 프로세서의 요소들은, 하나의 단일 집적 회로(Integrated circuitry: IC) 칩에 포함될 수 있다.

예로서, 컴퓨터 시스템은, 데이터베이스를 저장하기 위한 데이터 저장소 또는 메모리 중 적어도 하나 또는 양자 모두를 더 포함할 수 있다. 특히, 컴퓨터 시스템은, 전술한 바와 같은 데이터베이스를 저장하기 위한 데이터 저장소 및/또는 메모리를 포함할 수 있다.

특히, 데이터 저장소 또는 메모리는, 내부 데이터 저장소, 예를 들어 내부 드라이브 또는 메모리; 외부 데이터 저장소, 예를 들어 외부 드라이브, 클라우드 서버와 같은 외부 데이터 서버; 메모리 스틱 또는 휴대용 드라이브와 같은 휴대용 메모리로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

또한, 컴퓨터 시스템은, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트를 포함할 수 있다. 예로서, 인터페이스 또는 포트는, 사출 성형 프로세스에 관련된 정보를 수신하는 것으로서, 정보는 사용될 금형 캐비티 형상 및 플라스틱 재료 중 하나 또는 양자 모두에 관련되는 것인, 정보를 수신하는 것; 및 시뮬레이션 결과에 관련된 정보를 출력하는 것, 구체적으로 적어도 하나의 시각화한 사물을 출력하는 것 중 하나 이상을 위해 구성될 수 있다.

구체적으로, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트는, 네트워크 또는 인터넷 포트, 예를 들어 컴퓨터 마우스 또는 키보드를 통해 정보를 입력하기 위한 USB 포트; 디스크 드라이브로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 추가 양태에서, 컴퓨터 프로그램이, 개시된다. 컴퓨터 프로그램은, 명령어들로서, 프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템이 위에서 설명된 바와 같은 또는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 시뮬레이션 방법을 수행하도록 야기하는 것인, 명령어들을 포함한다. 특히, 전술한 바와 같은 시뮬레이션 방법의 방법 단계 i) 내지 v) 중 하나, 하나 초과 또는 심지어 전부는, 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크를 사용함으로써, 바람직하게는 컴퓨터 프로그램을 사용함으로써 수행될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 대부분의 용어의 가능한 정의에 대해, 본 발명의 제1 양태에서 개시된 바와 같은 시뮬레이션 방법의 설명을 참조할 수 있다.

본 발명의 추가 양태에서, 검증 컴퓨터 프로그램이, 개시된다. 검증 컴퓨터 프로그램은, 명령어들로서, 프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템이 적어도 전술한 바와 같은 또는 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 검증 방법의 단계 II, IV 및 V를 수행하도록 야기하는 것인, 명령어들을 포함한다. 따라서, 구체적으로 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템이 검증 방법의 단계 IV를 수행하도록 야기하기 위해, 검증 컴퓨터 프로그램은, 전술한 바와 같은 또는 아래에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 컴퓨터 프로그램을 포함한다.

구체적으로, 컴퓨터 프로그램 및 검증 컴퓨터 프로그램 중 하나 또는 양자 모두는, 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어 및/또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어" 및 "컴퓨터 판독가능 저장 매체"라는 용어들은, 구체적으로 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장한 하드웨어 저장 매체와 같은 비일시적 데이터 저장 수단을 지칭할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어 또는 저장 매체는 구체적으로, 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및/또는 판독 전용 메모리(ROM)와 같은 저장 매체일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크 상에서 실행될 때 본 명세서에 포함된 실시예들 중 하나 이상에서 본 발명에 따른 시뮬레이션 방법 및 검증 방법 중 하나 또는 양자 모두를 수행하기 위해, 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품이, 본 명세서에 추가로 개시되고 제안된다. 구체적으로, 프로그램 코드 수단은, 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어 및/또는 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장될 수 있다.

컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크에, 예컨대 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 작업 메모리 또는 메인 메모리에 로딩한 후에, 본 명세서에 개시된 실시예들 중 하나 이상에 따른 시뮬레이션 방법 및 검증 방법 중 하나 또는 양자 모두를 실행할 수 있는 데이터 구조가 저장되는 데이터 캐리어가, 본 명세서에서 추가로 개시되고 제안된다.

프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크 상에서 실행될 때, 본 명세서에 개시된 실시예들 증 하나 이상에 따른 시뮬레이션 방법 및 검증 방법 중 하나 또는 양자 모두를 수행하기 위해, 기계 판독가능 캐리어 상에 저장되는 프로그램 코드 수단을 갖는 컴퓨터 프로그램 제품이, 본 명세서에 추가로 개시되고 제안된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 컴퓨터 프로그램 제품은, 거래가능 제품으로서의 프로그램을 지칭한다. 제품은 일반적으로, 임의의 포맷으로, 예컨대 종이 포맷으로, 또는 컴퓨터 판독가능 데이터 캐리어 상에 존재할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨터 프로그램 제품은, 데이터 네트워크를 통해 배포될 수 있다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 시뮬레이션 방법에서의 사용을 위한 데이터베이스가, 개시된다. 데이터베이스는, 적어도 하나의 더미 요소를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함한다. 구체적으로, 데이터베이스는, 시뮬레이션 방법의 단계 vi.1)에서 제공되는 바와 같은 데이터베이스일 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 용어들 중 대부분의 가능한 정의들에 대해, 본 발명의 제1 양태에 개시된 바와 같은 시뮬레이션 방법의 설명이 참조될 수 있다.

본 발명의 방법들, 시스템들, 프로그램들 및 데이터베이스들은, 이 분야에 공지된 방법들, 시스템들, 프로그램들 및 데이터베이스들에 비해 다수의 이점들을 갖는다. 특히, 본 명세서에 개시된 방법들, 시스템들, 프로그램들 및 데이터베이스들은, 이 분야에 공지된 디바이스들, 방법들 및 시스템들에 비해, 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 성능을 개선할 수 있다. 구체적으로, 처리 시간, 예를 들어 실행 시간이, 본 발명에 의해 상당히 감소될 수 있다. 또한, 본 발명은, 최신 사출 성형 프로세스 시뮬레이션 방법들보다 더 적은 계산 용량 및 더 적은 메모리 요건들을 요구할 수 있다. 또한, 시뮬레이션 모델을 준비하기 위한 더 적은 노력을 요구한다.

특히, 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법의 단계 iv)에서 결정되는 바와 같은 셀 좌표계를 셀들 각각에 할당하는 것은, 계산 시간을 상당히 감소시킬 수 있다. 특히, 각각의 셀에 대해 결정된 셀 좌표계는, 가능한 바와 같은 섬유 배향 텐서를 결정하는 데 필요한 시간을 상당히 감소시킬 수 있다.

요약하면 그리고 추가의 가능한 실시예들을 배제함이 없이, 하기의 실시예들이, 예상될 수 있다.

실시예 1. 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법으로서,

i) 상기 금형 캐비티의 적어도 일부를 복수의 셀로 이산화하는 단계;

ii) 캐비티 사출 포인트를 한정하는 단계;

iii) 각각의 셀에 대한 가장 가까운 캐비티 표면에 수직인 표면 법선 방향을 결정하는 단계;

iv) 각각의 셀에 대한 셀 좌표계를 결정하는 단계로서:

- 유동 방향에 평행한 제1 주 방향,

- 상기 법선 방향에 평행한 제3 주 방향, 및

- 상기 제1 및 제3 주 방향들에 수직인 제2 주 방향

에 의해 정의되는 것인, 셀 좌표계를 결정하는 단계; 및

v) 각각의 셀에 대한 금형 유동의 유동 방향을 결정하는 단계

를 포함하는 것인, 방법.

실시예 2. 선행 실시예에 있어서, 상기 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인 경우, 상기 방법은:

vi) 상기 섬유-강화 플라스틱 재료의 섬유 배향을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 3. 선행 실시예에 있어서, 단계 vi)는:

vi.1) 데이터베이스를 제공하는 단계로서, 상기 데이터베이스는 적어도 하나의 더미 요소를 위한 상기 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 데이터베이스를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 4. 선행 실시예에 있어서, 상기 데이터베이스에 포함되는 상기 정보는, 섬유 배향에 관한 시뮬레이션된 데이터 또는 경험적으로 검색된 데이터 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는 것인, 방법.

실시예 5. 2개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 단계 vi)는:

vi.2) 상기 셀의 셀 위치를 사용함으로써 상기 데이터베이스로부터 각각의 셀에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 검색하는 그리고 상기 셀 좌표계에서의 상기 셀에 대한 섬유 배향을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 6. 선행 실시예에 있어서, 상기 셀 위치는:

- 상기 금형 캐비티의 중심 평면으로부터의 상기 셀의 거리;

- 상기 금형 캐비티의 중심 축으로부터의 상기 셀의 거리;

- 상기 가장 가까운 캐비티 표면으로부터의 상기 셀의 거리; 및

- 상기 캐비티 사출 포인트로부터 상기 셀의 거리

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 적어도 하나의 거리를 포함하는 것인, 방법.

실시예 7. 선행 실시예에 있어서, 상기 거리는, 상대 단위들로 주어지는 것인, 방법.

실시예 8. 3개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 단계 vi.2)는, 상기 금형 캐비티와 상기 더미 요소 사이의, 구체적으로 상기 금형 캐비티의 형상과 상기 더미 요소의 형상 사이의, 유사성 고려사항들을 사용함으로써 수행되는 것인, 방법.

실시예 9. 선행 실시예에 있어서, 상기 유사성 고려사항들은, 상기 금형 캐비티의 상기 셀에 대한 그리고 상기 더미 요소에 대한 좌표계들의 유사한 정의들을 사용함으로써, 상기 금형 캐비티에서의 상기 섬유 배향이, 개별적으로 상기 금형 캐비티 및 상기 더미 요소 내부에서의 동일한 상대 위치들에 대해 상기 더미 요소에서의 상기 섬유 배향과 동일하다는, 가정에 기초하는 것인, 방법.

실시예 10. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 구체적으로 단계 iii)을 수행하기 이전에, 더 구체적으로 단계 i)과 단계 ii) 사이에, 상기 복수의 셀 중의 표면 셀들을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 11. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 구체적으로 단계 v)를 수행하기 이전에, 더 구체적으로 단계 i)과 단계 iii) 사이에, 상기 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀에 대한 이웃 셀들을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 12. 선행 실시예에 있어서, 상기 이웃 셀들에 대한 정보를 사용하여 셀-충전 시퀀스를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 13. 선행 실시예에 있어서, 상기 셀-충전 시퀀스는, 시작 셀과 더불어 시작하고, 상기 시작 셀은, 상기 캐비티 사출 포인트에 위치되는 것인, 방법.

실시예 14. 2개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 각각의 개별 셀에 대한 이웃 셀들로부터의 상기 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유입에 대한 재귀적 결정을 포함하는 것인, 방법.

실시예 15. 선행 실시예에 있어서, 이웃 셀들로부터의 유입 및 이웃 셀들 내로의 유출을 고려함으로써, 각각의 개별 셀에 대한 연속성 방정식을 재귀적으로 푸는 단계를 포함하는 것인, 방법.

실시예 16. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 구체적으로 단계 v)를 수행하기 이전에, 더 구체적으로 단계 iv)와 단계 v) 사이에, 상기 복수의 셀 중의 상기 셀들 각각에 대한 벽 두께 정보를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 17. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 유동 선단 진행을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 18. 선행 실시예에 있어서, 상기 유동 선단 진행을 결정하는 단계는, 유동 선단 속도를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 방법.

실시예 19. 3개의 선행 실시예에 있어서, 유동 선단 속도(v)는, 다음의 공식들:

, 및

를 사용하여 계산되고,

여기서, h는, 상기 셀에 대한 벽 두께를 나타내고, η는, 상기 플라스틱 재료의 용융된 질량의 점도를 나타내며, p₁은, 상기 플라스틱 재료의 용융된 질량의 충전 압력을 나타내고, p₀은, 상기 금형 캐비티 내의 주변 압력을 나타내며, I는, 상기 캐비티 사출 포인트로부터의 유동 선단의 거리를 나타내고, Q는, 상기 플라스틱 재료의 체적 유량을 나타내며, 그리고 A는, 충전된 표면적, 구체적으로 상기 플라스틱 재료로 충전된 표면적을 나타내는 것인, 방법.

실시예 20. 3개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 결정된 압력 레벨이 사전 결정된 압력 임계값보다 높은 경우, 상기 유동 선단 진행이 중단되는 것인, 방법.

실시예 21. 선행 실시예에 있어서, 상기 결정된 압력 레벨은, 상기 사출 성형 프로세스에서 사용되는 상기 플라스틱 재료의 용융된 질량의 속성, 구체적으로 상기 플라스틱 재료의 용융된 질량의 적어도 하나의 점도; 및 금형 기하구조, 구체적으로 상기 적어도 하나의 벽 두께 또는 적어도 하나의 유동 경로 길이 중 적어도 하나에 의존하는 것인, 방법.

실시예 22. 2개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 플라스틱 재료의, 예를 들어 상기 섬유-강화 플라스틱 재료의, 용융된 질량으로 상기 금형 캐비티를 완전히 충전하기 위한 최소 압력 요구를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 23. 20개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 데이터베이스에 포함되는 정보는, 사전 결정된 두께를 갖는 적어도 하나의 더미 요소에서의 섬유 배향에 관한 데이터를 포함하고, 상기 섬유 배향은, 상기 더미 요소 내부에서의 위치의 함수로서 상기 데이터베이스에서 주어지는 것인, 방법.

실시예 24. 21개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 섬유 배향에 관한 정보는:

- 상기 더미 요소의 중심 평면으로부터의 거리;

- 상기 더미 요소의 중심 축으로부터의 거리;

- 상기 더미 요소의 가장 가까운 캐비티 표면으로부터의 거리; 및

- 상기 더미 요소의 사출 포인트로부터의 거리

로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 거리의 함수로서 상기 데이터베이스에서 주어지는 것인, 방법.

실시예 25. 선행 실시예에 있어서, 상기 거리는, 상대 단위들로 주어지는 것인, 방법.

실시예 26. 23개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 섬유 배향에 관한 정보는, 섬유 배향의 방향 및 섬유 배향의 정도, 구체적으로는 각각의 주 방향에서의 섬유 배향의 정도 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 방법.

실시예 27. 선행 실시예에 있어서, 상기 섬유 배향에 관한 정보는, 상기 더미 요소의 더미 좌표계에서의 섬유 배향의 방향을 포함하는 것인, 방법.

실시예 28. 선행 실시예에 있어서, 상기 더미 좌표계는:

- 상기 더미 요소에서의 유동 방향, 구체적으로 상기 더미 요소의 중심축에 평행한, 제1 주 방향;

- 상기 더미 요소의 표면에 수직인, 구체적으로 슬래브 형상 더미 요소의 표면 또는 상기 슬래브 형상 더미 요소의 연장 평면에 수직인, 제3 주 방향; 및

- 상기 제1 주 방향 및 제3 주 방향에 수직인, 제2 주 방향

에 의해 정의되는 것인, 방법.

실시예 29. 26개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 적어도 하나의 더미 요소는, 적어도 2개의 평행한 표면을 갖는 적어도 하나의 슬래브 형상 요소를 포함하는 것인, 방법.

실시예 30. 선행 실시예에 있어서, 상기 슬래브-형상 요소는, 적어도 2배, 더 바람직하게는 적어도 3배 또는 적어도 4배만큼 두께를 초과하는 폭을 갖는 직사각형 단면을 갖는 것인, 방법.

실시예 31. 28개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 데이터베이스는, 복수의 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 방법.

실시예 32. 29개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 상기 데이터베이스는, 동일한 더미 요소들을 위한 복수의 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 방법.

실시예 33. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 복수의 셀 중의 용접 라인 셀들을 결정하는 단계로서, 적어도 2개의 유동 선단이 상기 용접 라인 셀들 각각에서 만나는 것인, 용접 라인 셀들을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 34. 선행 실시예 및 실시예 3에 있어서, 상기 용접 라인 셀들에서의 섬유 배향에 관한 정보는, 단계 vi.1)에서 제공되는 데이터베이스로부터 검색되는 것인, 방법.

실시예 35. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 충전 압력, 유동 경로 길이, 전단율, 수축 및 각각의 셀에 대한 임계 두께, 구체적으로 질량 축적 중 적어도 하나를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 36. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 방법의 적어도 단계 i) 내지 v)를 수행하는 것은, 처리 시간 T가 걸리고, 여기서 O초<T≤300초, 구체적으로는 0초<T≤120초, 더 구체적으로는 O초<T≤60초, 특히 O초<T≤30초인 것인, 방법.

실시예 37. 선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,

vii) 섬유 배향, 구체적으로 섬유 배향의 방향; 섬유 배향의 정도, 구체적으로 적어도 하나의 주 방향에서의 섬유 배향의 정도; 충전 상태, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 충전 상태; 압력 상태, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 압력 상태; 전단율 분포, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 전단율 분포 상태; 질량 축적 상태; 유동 경로 길이 상태; 수축 상태로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 적어도 하나의 시각화한 사물을 출력하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.

실시예 38. 선행 실시예에 있어서, 상기 시각화한 사물은, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트를 통해 출력되는 것인, 방법.

실시예 39. 물체의 설계를 검증하기 위한 방법으로서,

I. 상기 물체의 CAD 데이터를 제공하는 단계;

II. 상기 물체의 상기 CAD 데이터를 상기 물체를 사출 성형하기 위한 대응하는 금형 캐비티의 CAD 데이터로 변환하는 단계;

III. 적어도 하나의 플라스틱 재료 및 적어도 하나의 사출 포인트를 선택하는 단계;

IV. 선행 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법을 사용함으로써, 상기 금형 캐비티의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 단계; 및

V. 단계 IV에 의해 제공된 시뮬레이션 결과를 평가하는 단계

를 포함하는 것인, 방법.

실시예 40. 선행 실시예에 있어서, 단계 V에서 평가되는 상기 시뮬레이션 결과는, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트를 통해 출력되는, 적어도 하나의 시각화한 사물인 것인, 방법.

실시예 41. 컴퓨터 시스템으로서, 실시예 1 내지 38 중 어느 하나에 따른 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법을 수행하도록 구성되는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 것인, 컴퓨터 시스템.

실시예 42. 선행 실시예에 있어서, 상기 컴퓨터 시스템은, 데이터베이스를 저장하기 위한 데이터 저장소 또는 메모리 중 적어도 하나 또는 양자 모두를 포함하는 것인, 컴퓨터 시스템.

실시예 43. 선행 실시예에 있어서, 상기 데이터 저장소 또는 메모리는, 내부 데이터 저장소, 예를 들어 내부 드라이브 또는 메모리; 외부 데이터 저장소, 예를 들어 외부 드라이브, 클라우드 서버와 같은 외부 데이터 서버; 메모리 스틱 또는 휴대용 드라이브와 같은 휴대용 메모리로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인, 컴퓨터 시스템.

실시예 44. 3개의 선행 실시예 중 어느 하나에 있어서, 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트를 포함하는 것인, 컴퓨터 시스템.

실시예 45. 선행 실시예에 있어서, 상기 인터페이스 또는 포트는, 사출 성형 프로세스에 관련된 정보를 수신하는 것으로서, 상기 정보는 사용될 금형 캐비티 형상 및 플라스틱 재료 중 하나 또는 양자 모두에 관련되는 것인, 정보를 수신하는 것; 및 상기 시뮬레이션 결과에 관련된 정보를 출력하는 것, 구체적으로 적어도 하나의 시각화한 사물을 출력하는 것 중 하나 이상을 위해 구성되는 것인, 컴퓨터 시스템.

실시예 46. 선행 실시예들에 있어서, 상기 적어도 하나의 인터페이스 또는 포트는, 네트워크 또는 인터넷 포트, 예를 들어 컴퓨터 마우스 또는 키보드를 통해 정보를 입력하기 위한 USB 포트; 디스크 드라이브로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것인, 컴퓨터 시스템.

실시예 47. 컴퓨터 프로그램으로서,

명령어들로서, 상기 프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템이 실시예 1 내지 실시예 38 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하도록 야기하는 것인, 명령어들을 포함하는 것인, 컴퓨터 프로그램.

실시예 48. 실시예 1 내지 실시예 38 중 어느 하나에 따른 방법에서의 사용을 위한 데이터베이스로서,

적어도 하나의 더미 요소를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 데이터베이스.

추가의 선택적인 특징들 및 실시예들이, 실시예들의 후속 설명에서, 바람직하게는 종속 청구항들과 관련하여, 더욱 상세히 개시될 것이다. 여기서, 각각의 선택적인 특징들은, 통상의 기술자가 인식하는 바와 같이, 격리된 방식으로 뿐만 아니라 임의의 실현가능한 조합으로 실현될 수 있다. 본 발명의 범위는, 바람직한 실시예들에 의해 제한되지 않는다. 실시예들은 도면들에 개략적으로 도시된다. 여기서, 이들 도면들에서의 동일한 참조 부호들은, 동일하거나 기능적으로 비슷한 요소들을 지칭한다.
도면들에서:
도 1은 물체의 CAD 데이터의 실시예 및 물체를 사출 성형하기 위한 금형 캐비티의 대응하는 실시예를 사시도로 도시한다.
도 2는 물체의 CAD 데이터의 실시예의 일부 및 도 1에 예시된 금형 캐비티의 대응하는 실시예의 단면도를 도시한다.
도 3 및 도 4는 금형 캐비티들의 상이한 실시예들을 사시도로 도시한다.
도 5는 데이터베이스의 실시예를 사시도로 도시한다.
도 6은 컴퓨터 시스템의 실시예를 사시도로 도시한다.
도 7a 및 7b는 시뮬레이션 방법의 상이한 실시예들의 흐름도들을 도시한다.
도 8은 검증 방법의 일 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 9는 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서의 금형 캐비티의 일 실시예의 단면도를 도시한다.
도 10은 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서의 이산화된 금형 캐비티의 일 실시예의 일부를 평면도로 도시한다.
도 11은 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서의 금형 캐비티의 일 실시예의 충전 프로세스를 사시도로 도시한다.

도 1에는, 물체(110)의 CAD 데이터의 실시예 및 물체를 사출 성형하기 위한 금형 캐비티(112)의 대응하는 실시예가 사시도로 도시되어 있다. 예시적인 목적들을 위해, 금형 캐비티(112)의 형상의 공동을 갖는 다이(113)가 부분적으로 예시된다. 캐비티 사출 포인트(114)가 금형 캐비티(112) 상에 한정될 수 있다. 도 2는 도 1에 예시된 바와 같은 금형 캐비티(112)의 일부의 단면도를 도시한다. 금형 캐비티(112)는, 복수의 셀(116)로 이산화될 수 있다. 각각의 셀(116)은, 셀 좌표계를 포함할 수 있다. 셀 좌표계는, 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 유동 방향(120)에 평행한 제1 주 방향(118)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 셀 좌표계는, 도 2에 예시적으로 도시된 바와 같이, 표면 법선 방향(124)에 평행한 제3 주 방향(122)에 의해 정의될 수 있고, 표면 법선 방향(124)은 가장 가까운 캐비티 표면(125)에 수직인 방식으로 배향될 수 있다. 마지막으로, 셀 좌표계는, 제1 주 방향(118) 및 제3 주 방향(122)에 수직인, 제2 주 방향(126)에 의해 정의될 수 있다.

도 3 및 도 4에는, 캐비티 사출 포인트들(114)을 갖는 금형 캐비티들(112)의 상이한 실시예들이 예시되어 있다. 특히, 각각의 금형 캐비티(112)는, 복수의 셀(116)로 이산화될 수 있다.

도 5에는, 데이터베이스(128)의 실시예가 예시되어 있다. 데이터베이스(128)는, 적어도 하나의 더미 요소(130)를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함한다. 구체적으로, 도 5에 예시된 바와 같이, 데이터베이스(128)는, 하나 초과의, 예를 들어 3개의, 더미 요소(130)를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함할 수 있다. 특히, 데이터베이스(128)에 포함된 정보는 구체적으로, 더미 요소들(130)을 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 시뮬레이션된 데이터 또는 경험적으로 검색된 데이터 중 하나 또는 양자 모두를 포함할 수 있다.

도 6은 컴퓨터 시스템(132)의 일 실시예를 사시도로 예시한다. 컴퓨터 시스템(132)은, 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법을, 예를 들어 시뮬레이션 방법(136)을 수행하도록 구성되는, 적어도 하나의 프로세서(134)를 포함한다. 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법(136), 특히 시뮬레이션 방법(136)의 상이한 실시예들의 흐름도들이, 도 7a 및 7b에 예시되어 있다. 컴퓨터 시스템(132)은, 예를 들어 데이터베이스(128)를 저장하기 위한 데이터 저장소(138)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(132)은, 적어도 하나의 인터페이스(140)를 포함할 수 있다. 인터페이스(140)는, 금형 캐비티(112)의 형상에 관한 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 인터페이스(140)는, 시각화한 사물(142)과 같은 시뮬레이션 결과에 관한 정보를 출력하도록 구성될 수 있다.

플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티(112)의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법(136), 구체적으로 시뮬레이션 방법(136)은 구체적으로, 주어진 순서로 수행될 수 있는 다음의 단계들을 포함한다. 여전히, 상이한 순서가 또한 가능할 수 있다. 방법 단계들 중 2개 이상을 완전히 또는 부분적으로 동시에 수행하는 것이, 가능할 수 있다. 방법 단계들 중 하나, 하나 초과 또는 심지어 전부를 한 번 또는 반복하여 수행하는 것이, 추가로 가능할 수 있다. 방법은, 본 명세서에 열거되지 않은 추가적인 방법 단계들을 포함할 수 있다. 시뮬레이션 방법(136)의 방법 단계들은, 다음과 같다:

단계 i) (참조 부호 144로 표시되는) 금형 캐비티(112)의 적어도 일부를 복수의 셀(116)로 이산화하는 단계;

단계 ii) (참조 부호 146으로 표시되는) 캐비티 사출 포인트(114)를 한정하는 단계;

단계 iii) (참조 부호 148로 표시되는) 각각의 셀(116)에 대한 가장 가까운 캐비티 표면(125)에 수직인 표면 법선 방향(124)을 결정하는 단계;

단계 iv) (참조 부호 150으로 표시되는) 각각의 셀(116)에 대한 셀 좌표계를 결정하는 단계로서,

- 유동 방향(120)에 평행한 제1 주 방향(118),

- 법선 방향(124)에 평행한 제3 주 방향(122), 및

- 제1 주 방향(118) 및 제3 주 방향(122)에 수직인 제2 주 방향(126)

에 의해 한정되는 것인, 셀 좌표계를 결정하는 단계; 및

단계 v) (참조 부호 152로 표시되는) 각각의 셀(116)에 대한 금형 유동의 유동 방향(120)을 결정하는 단계.

또한, 시뮬레이션 방법(136)은, 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인 경우, (참조 부호 154로 표시되는) 섬유-강화 플라스틱 재료의 섬유 배향을 결정하는 것을 포함하는 단계 vi)를 포함할 수 있다.

도 7b에 예시된 바와 같이, 시뮬레이션 방법(136)의 실시예는, 분기 포인트(156)를 더 포함할 수 있다. 분기 포인트(156)는, 제1 가지(158)와 제2 가지(160) 사이에서 결정하는 것과 같은 조건 질의(condition query)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 조건 질의는, 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인지 여부에 관한 정보와 같은, 플라스틱 재료에 관한 정보를 이용할 수 있다. 제1 가지(158)는, 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료라는 것 또는 이를 포함한다는 것을 나타낼 수 있고, 따라서 제1 가지는, 단계 vi)(154)로 이어질 수 있다. 제2 가지(160)는, 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료를 포함하지 않는다는 것을 나타낼 수 있다.

단계 vi)(154)는 구체적으로, 데이터베이스(128)를 제공하는 (참조 부호 162로 표시되는) 하위단계 vi.1)를 포함할 수 있고, 데이터베이스(128)는 적어도 하나의 더미 요소(130)를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함한다. 단계 vi)(154)는, 셀(116)의 셀 위치를 사용함으로써 데이터베이스(128)로부터 각각의 셀(116)에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 검색하는 그리고 셀 좌표계에서의 셀(116)에 대한 섬유 배향을 결정하는, (참조 부호 164로 표시되는) 하위단계 vi.2)를 더 포함할 수 있다.

특히, 하위 단계 vi.2)(164)는, 금형 캐비티(112)와 더미 요소(130) 사이의 유사성 고려사항들을 사용함으로써 수행될 수 있다. 구체적으로, 하위 단계 vi.2)(164)는, 금형 캐비티(112)의 형상과 더미 요소(130)의 형상 사이의 유사성 고려사항들을 사용함으로써 수행될 수 있다.

시뮬레이션 방법(136)은, 적어도 하나의 시각화한 사물(142)을 출력하는 (참조 부호 166으로 표시되는) 단계 vii)를 더 포함할 수 있으며, 시각화한 사물(142)은, 섬유 배향, 구체적으로 섬유 배향의 방향; 섬유 배향의 정도, 구체적으로 적어도 하나의 주 방향에서의 섬유 배향의 정도; 충전 상태, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 충전 상태; 압력 상태, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 압력 상태; 전단율 분포, 구체적으로 사전 결정된 시간량 이후의 전단율 분포 상태; 질량 축적 상태; 유동 경로 길이 상태; 수축 상태로 이루어지는 그룹으로부터 선택될 수 있다.

특히, 단계 vii)(166)는, 단계 vi)를 수행한 이후에 수행될 수 있다. 대안적으로, 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료를 포함하지 않는 경우, 시뮬레이션 방법(136)의 단계 vi)(154)는, 스킵될 수 있다. 따라서, 예로서, 단계 vii)(166)은, 도 7b에 예시된 바와 같이, 시뮬레이션 방법(136)의 단계 vii)(166)로 바로 이어지는 제2 가지(160)에 의해, 단계 v)(152)를 수행한 직후에 수행될 수 있다.

구체적으로, 시뮬레이션 방법(136)을 수행하는 것은, 처리 시간(T), 예를 들어 실행 시간이 걸릴 수 있다. 예로서, 표 1에서, 3개의 상이한 금형 캐비티들(112)의 충전 시뮬레이션을 수행하기 위한 실행 시간 비교가 예시될 수 있다. 특히, FEM 시뮬레이션들을 사용하는 것과 같이, 통상의 기술자에게 공지된 사출 성형 프로세스 시뮬레이션 방법을 사용함으로써 충전 시뮬레이션을 수행하는 데 필요한 실행 시간(T_{State _of_the_art})은, 본 명세서에서 제안된 바와 같은 시뮬레이션 방법(136)을 수행하는 데 필요한 실행 시간(T_sim)과 비교될 수 있다. 구체적으로, 표 1에 예시된 실행 시간 비교는, 표 1의 제2 열에 있는 실행 시간들(T_{State _of_the_art}) 및 제3 열에 있는 실행 시간(T_sim)을 보여줄 수 있다. 3개의 상이한 금형 캐비티들(112)에 대해, 특히 도 1, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같은 금형 캐비티(112)의 3개의 상이한 실시예들에 대해, 실행 시간들이 비교될 수 있다. 충전 시뮬레이션들을 수행하기 위해 사용되는 메시 크기는, 3개의 금형 캐비티들(112) 모두에 대해 2.0mm일 수 있다. 표 1의 제4 열에서, 성능 이득이 열거될 수 있고, 성능 이득은, 통상의 기술자에게 공지된 바와 같은 사출 성형 프로세스 시뮬레이션 방법을 사용함으로써 충전 시뮬레이션을 한 번 수행하는 데 필요한 실행 시간(T_{State_of_the_art}) 내에 시뮬레이션 방법(136)이 수행될 수 있는, 절대 횟수를 나타낼 수 있다.

다양한 물체들에 대한 FEM 시뮬레이션들의 실행 시간(T_{State _of_the_art}) 대 본 발명에 따른 시뮬레이션들의 실행시간(T_sim)의 비교.

도 8에는, 물체(110)의 설계를 검증하기 위한 방법, 특히 검증 방법(168)의 실시예의 흐름도가 도시되어 있다. 검증 방법(168)은 구체적으로, 주어진 순서로 수행될 수 있는 다음의 단계들을 포함한다. 여전히, 상이한 순서가 또한 가능할 수 있다. 방법 단계들 중 둘 이상을 완전히 또는 부분적으로 동시에 수행하는 것이 가능할 수 있다. 방법 단계들 중 하나, 하나 초과 또는 심지어 전부를 한 번 또는 반복하여 수행하는 것이, 추가로 가능할 수 있다. 방법은, 본 명세서에 열거되지 않은 추가 방법 단계들을 포함할 수 있다. 검증 방법(168)의 방법 단계들은, 다음과 같다:

단계 I. (참조 부호 170으로 표시되는) 물체(110)의 CAD 데이터를 제공하는 단계;

단계 II. (참조 부호 172로 표시되는) 물체(110)의 CAD 데이터를 물체(110)를 사출 성형하기 위한 대응하는 금형 캐비티(112)의 CAD 데이터로 변환하는 단계;

단계 III. (참조 부호 174로 표시되는) 적어도 하나의 플라스틱 재료 및 적어도 하나의 사출 포인트(114)를 선택하는 단계;

단계 IV. (참조 부호 176으로 표시됨) 시뮬레이션 방법(136)을 사용함으로써 금형 캐비티(112)의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 단계; 및

단계 V. (참조 부호 178로 표시되는) 단계 IV(176)에 의해 제공되는 시뮬레이션 결과를 평가하는 단계.

특히, 단계 V에서 평가되는 시뮬레이션 결과는, 예를 들어 도 6에 예시된 바와 같이, 적어도 하나의 인터페이스(140)를 통해 출력되는 적어도 하나의 시각화한 사물(142)일 수 있다.

도 9에는 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서의 금형 캐비티(112)의 실시예의 단면도가 예시되어 있다. 특히, 도 9는 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유동 선단(180)의 속도(v)와 두께(h), 플라스틱 재료의 용융된 질량의 점도(η), 충전 압력(p₁), 주변 압력(p₀) 및 유동 선단(180)으로부터 캐비티 사출 포인트(114)까지의 거리(I) 간의 링크를 지정하는, 공식 1, 예를 들어 전술한 바와 같은 물리 방정식의 시각적 도출물을 도시할 수 있다.

도 10에는, 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서의 이산화된 금형 캐비티(112)의 실시예의 일부가 예시되어 있다. 특히, 도 10은, 도 9에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 충전 프로세스, 특히 캐비티 사출 포인트(114)에서 시작하여 하나의 셀(116)로부터, 특히 시작 셀(182)로부터, 그의 이웃 셀들(184)로 확산하는, 금형 캐비티(112)를 충전하는 플라스틱 재료의 용융된 질량의 위상학적 접근법을 도시할 수 있다.

도 11에는, 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서의 금형 캐비티(112)의 실시예의 충전 프로세스가 사시도로 예시되어 있다. 특히, 사출 성형 프로세스에서의 금형 캐비티(112)의 4개의 충전 스테이지들이 도시되어 있고, 충전 스테이지들은, 시간(t)의 진행을 나타내는 도 11의 하부의 x축에 의해 지시되는 바와 같이, 좌에서 우로 진행한다. 특히, 유동 선단(180)은, 위상학적 접근법과 물리적 접근법의 혼합에 따라, 금형 캐비티(112) 내에서 진행할 수 있다.

110: 물체 112: 금형 캐비티
113: 다이 114: 캐비티 사출 포인트
116: 셀 118: 제1 주 방향
120: 유동 방향 122: 제3 주 방향
124: 법선 방향 125: 캐비티 표면
126: 제2 주 방향 128: 데이터베이스
130: 더미 요소 132: 컴퓨터 시스템
134: 프로세서 136: 시뮬레이션 방법
138: 데이터 저장소 140: 인터페이스
142: 시각화한 사물 144: 단계 i)
146: 단계 ii) 148: 단계 iii)
150: 단계 iv) 152: 단계 v)
154: 단계 vi) 156: 분기 포인트
158: 제1 가지 160: 제2 가지
162: 단계 vi.1) 164: 단계 vi.2)
166: 단계 vii) 168: 검증 방법
170: 단계 I 172: 단계 II
174: 단계 III 176: 단계 IV
178: 단계 V 180: 유동 선단
182: 시작 셀 184: 이웃 셀
참고문헌: EP 2 612 266 B1

Claims (20)

1. 플라스틱 재료를 사용하는 사출 성형 프로세스에서 금형 캐비티(112)의 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법으로서,
   i) 상기 금형 캐비티(112)의 적어도 일부를 복수의 셀(116)로 이산화하는 단계;
   ii) 캐비티 사출 포인트(114)를 한정하는 단계;
   iii) 각각의 셀(116)에 대한 가장 가까운 캐비티 표면(125)에 수직인 표면 법선 방향(124)을 결정하는 단계;
   iv) 각각의 셀(116)에 대한 셀 좌표계를 결정하는 단계로서,
   - 유동 방향(120)에 평행한 제1 주 방향(118),
   - 상기 법선 방향(124)에 평행한 제3 주 방향(122), 및
   - 상기 제1 주 방향(118) 및 상기 제3 주 방향(122)에 수직인 제2 주 방향(126)
   에 의해 정의되는 것인, 셀 좌표계를 결정하는 단계; 및
   v) 각각의 셀(116)에 대한 금형 유동의 상기 유동 방향(120)을 결정하는 단계
   를 포함하는 것인, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플라스틱 재료가 섬유-강화 플라스틱 재료인 경우,
   vi) 상기 섬유-강화 플라스틱 재료의 섬유 배향을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
3. 제2항에 있어서,
   단계 vi)는,
   vi.1) 데이터베이스(128)를 제공하는 단계로서, 상기 데이터베이스(128)는 적어도 하나의 더미 요소(130)를 위한 상기 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 데이터베이스(128)를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 데이터베이스(128)에 포함되는 상기 정보는, 섬유 배향에 관한 시뮬레이션된 데이터 또는 경험적으로 검색된 데이터 중 하나 또는 양자 모두를 포함하는 것인, 방법.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
   상기 단계 vi)는,
   vi.2) 상기 셀(116)의 셀 위치를 사용함으로써 상기 데이터베이스(128)로부터 각각의 셀(116)에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 검색하는 그리고 상기 셀 좌표계에서의 상기 셀(116)에 대한 섬유 배향을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
6. 제5항에 있어서,
   단계 vi.2)는, 상기 금형 캐비티(112)와 상기 더미 요소(130) 사이의 유사성 고려사항들을 사용함으로써 수행되는 것인, 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 유사성 고려사항들은, 상기 금형 캐비티(112)의 상기 셀(116)에 대한 그리고 상기 더미 요소(130)에 대한 좌표계들의 유사한 정의들을 사용함으로써, 상기 금형 캐비티(112)에서의 상기 섬유 배향이, 개별적으로 상기 금형 캐비티(112) 및 상기 더미 요소(130) 내부에서의 동일한 상대 위치들에 대해 상기 더미 요소(130)에서의 상기 섬유 배향과 동일하다는, 가정에 기초하는 것인, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 복수의 셀 중의 각각의 개별 셀(116)에 대한 이웃 셀들(184)을 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 이웃 셀들(184)에 대한 정보를 사용하여 셀-충전 시퀀스를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
10. 제9항에 있어서,
    각각의 개별 셀(116)에 대한 이웃 셀들(184)로부터의 상기 플라스틱 재료의 용융된 질량의 유입에 대한 재귀적 결정 단계를 포함하는 것인, 방법.
11. 제10항에 있어서,
    이웃 셀들(184)로부터의 유입 및 이웃 셀들(184) 내로의 유출을 고려함으로써, 각각의 개별 셀(116)에 대한 연속성 방정식을 재귀적으로 푸는 단계를 포함하는 것인, 방법.
12. 제3항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 데이터베이스(128)는, 복수의 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    구체적으로 단계 v)를 수행하기 이전에, 더욱 구체적으로 단계 iv)와 v) 사이에, 상기 복수의 셀 중의 상기 셀들 각각에 대한 벽 두께 정보를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법의 적어도 단계 i) 내지 v)를 수행하는 것은, 처리 시간 T가 걸리고, 여기서 O초<T≤ 300초, 구체적으로는 0초<T≤120초, 더욱 구체적으로는 O초<T≤60초, 특히 O초<T≤30초인 것인, 방법.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    vii) 적어도 하나의 시각화한 사물(142)을 출력하는 단계로서, 상기 시각화한 사물(142)은 적어도 하나의 인터페이스(140) 또는 포트를 통해 출력되는 것인, 적어도 하나의 시각화한 사물(142)을 출력하는 단계를 더 포함하는 것인, 방법.
16. 물체(110)의 설계를 검증하기 위한 방법으로서,
    I. 상기 물체(110)의 CAD 데이터를 제공하는 단계;
    II. 상기 물체(110)의 상기 CAD 데이터를 상기 물체(110)를 사출 성형하기 위한 대응하는 금형 캐비티(112)의 CAD 데이터로 변환하는 단계;
    III. 적어도 하나의 플라스틱 재료 및 적어도 하나의 사출 포인트(114)를 선택하는 단계;
    IV. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용함으로써 상기 금형 캐비티(112)의 충전 프로세스를 시뮬레이션하는 단계; 및
    V. 단계 IV에 의해 제공되는 시뮬레이션 결과를 평가하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
17. 제16항에 있어서,
    단계 V에서 평가되는 상기 시뮬레이션 결과는, 적어도 하나의 인터페이스(140) 또는 포트를 통해 출력되는 적어도 하나의 시각화한 사물(142)인 것인, 방법.
18. 컴퓨터 시스템(132)으로서,
    제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 따른 충전 프로세스를 시뮬레이션하기 위한 컴퓨터-구현 방법을 수행하도록 구성되는, 적어도 하나의 프로세서(134)를 포함하는 것인, 컴퓨터 시스템.
19. 컴퓨터 프로그램으로서,
    명령어들로서, 상기 프로그램이 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템(132)에 의해 실행될 때, 상기 컴퓨터 또는 컴퓨터 시스템(132)이 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 야기하는 것인, 명령어들을 포함하는 것인, 컴퓨터 프로그램.
20. 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 따른 방법에서의 사용을 위한 데이터베이스(128)로서,
    적어도 하나의 더미 요소(130)를 위한 섬유-강화 플라스틱 재료에 대한 섬유 배향에 관한 정보를 포함하는 것인, 데이터베이스.

Images