The weight reduction contributes to improving driving performance. Therefore, In this study, we studied about the process condition using foam blow molding simulation for reducing the weight of a vehicle component, the heating duct. A polypropylene-based mixture was used, Moldex3D was used for foam molding simulation, Ansys polyflow was used for blow molding, and material properties were measured to determine an appropriate mathematical model and several factors. The temperature, pressure, viscosity, and cell density were showed proportional relationship to each other. In other words, the low injection temperature and pressure with slow injection speed results the small and uniform pores, however, it also increases the chance of short shot. Therefore, in this study, we looked for the optimal conditions for through simulation, and as a result of applying Ansys polyflow and structural analysis, it was confirmed that the molding process was completed and the finished product was structurally stable.

차량 경량화는 연비, 배출가스 저감 등 구동 개선에 기여하고 있다. 따라서 본 연구에서는 발포 블로우 몰딩 시뮬레이션을 통해 자동차 부품 중 하나인 히팅 덕트 경량화에 필요한 공정 조건을 최적화하고자 하였다. 폴리프로필렌 기반의 고분자를 혼합해 사용하였으며, 발포 몰딩 시뮬레이션은 Moldex3D, 블로우 몰딩은 Ansys polyflow를 이용하였다. 시뮬레이션에 적합한 수식 모델과 재료에 적합한 인자를 결정하기 위해 물성 분석을 수행하였다. 시뮬레이션을 수행한 결과, 온도와 압력이 높아질수록 패리슨의 점도와 셀 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 즉, 사출 온도와 압력이 낮고 사출 속도가 느릴수록 균일하고 작은 발포 셀을 얻을 수 있으나 미성형이 발생하지 않는 공정 조건을 찾는 것이 중요하다. 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 패리슨이 성형되는 적절한 조건을 찾아내었고, 이를 Ansys polyflow에 적용 및 구조해석을 수행한 결과 문제없이 성형이 완료됨을 확인하였다.

Keywords: polypropylene, computer aided engineering (CAE), foaming process, foaming extrusion molding, Moldex3D.