全国横断！Moldflow Roadshow AUTODESK MOLDFLOW 最新バージョンのご紹介 オートデスク株式会社 技術営業本部 シミュレーション スペシャリスト 宮﨑 寿 © 2016 Autodesk 自動車分野適用トレンド（軽量化） 金属からプラスチックへ 圧縮成形: SMC (Sheet Moldign Compound) BMC (Bulk Molding Compound) 連続繊維強化複合材料(RTM) 短／長繊維強化プラスチック 発泡成形(Mucell, 化学発泡 コアバック) 熱可塑性樹脂ハイブリッド オーバーモールド コンシューマ製品分野適用トレンド 複合オーバーモールディング 粉末射出成形 (金属射出成形（MIM), セラミック射出成形（CIM)) 外観品質 コンフォーマル冷却 医療製品分野適用トレンド 抗菌表面処理 液状シリコーンゴム(LRS) マイクロフルイディスクポリマーチップ 微小流体を取り扱う技術 マイクロニードル MOLDFLOW 2017 新機能紹介 ソルバー強化（新成形プロセス対応等） © 2016 Autodesk マイクロセルラー射出成形 コアバック対応 MuCell 及び 化学発泡成形に対応 金型を開く前に充填／保圧を完了 金型を開くことによりは気泡核生成の引き金となる Insight Ultimate 開いた部分の内部圧力の急激な低下により気泡の核生成と成長が起こる 外観品質の改善 マイクロセルラー射出成形 コアバック対応 Insight Ultimate コアバック解析の為の新オプション “コアバックを含む(マイクロセルラー)" コアバック解析の為のデータ入力 (距離, 速度と方向) コアバック金型開は保圧終了からスタート マイクロセルラー射出成形 コアバック対応 3Dのみ メッシュモデルは金型を開く前のキャビティ “圧縮要素 (3D)” 要素を使用 Insight Ultimate マイクロセルラー射出成形 コアバック対応 発泡を促進するための金型開を定義 気泡半径結果 Insight Ultimate マイクロセルラー射出成形 コアバック対応 Insight Ultimate 成形品質量：同じ容積で通常成形とMuCell＋コアバックで比較 通常成形（389.6ｇ） MuCell＋コアバック（310.3ｇ） 20%軽量化 化学発泡剤マイクロセルラー射出成形 Insight Ultimate バレル内の化学反応で、溶融樹脂中に気泡を生成 化学発泡剤(CBA)の新オプション 新インプットデータ “CBAの重量％” （樹脂内の化学発泡剤の重量） “重量による CBA の発泡ガス変換 %” （化学発泡剤の反応から生成された発泡ガスの重量） 化学発泡剤マイクロセルラー射出成形 Insight Ultimate 発泡ガスを生み出す化学反応はバレル内で完全に完了したと仮定 発泡ガス生成に関する反応で作られるどんな副産物も無視する 炭酸水素ナトリウム（重曹） 二酸化炭素 炭酸ナトリウム 3D、DualDomain、midplaneで対応可能 気泡半径結果 水 ガスアシスト成形 FEM冷却解析対応 ガスアシスト成形で冷却解析 が可能に ガスコアを考慮した冷却解析 Cool (FEM) 初期フロー（ガス）の分析は、 ガスコアを決定するために行 われます 熱伝導ソルバー又は、各繰り 返しで流動解析時の成形品 温度 Insight Ultimate 誘導加熱 マイクロセルラー射出成形サポート Insight Ultimate マイクロセルラー射出成形＋誘導加熱ヒート＆クール解析が可能 全てのマイクロセルラー射出成形解析に対応（MuCell／化学発泡） コアバック対応 誘導加熱 マイクロセルラー射出成形サポート Insight Ultimate ３D圧縮成形 初期計量への繊維配向テンソル割り当て Insight Ultimate 繊維配向テンソル割り当てが全方向で可能 Ver.2016まではXYZ軸にならう方向にのみに設定を制限 Y方向配向 X方向配 向 初期計量 45° 圧縮成形品 Y方向配向 X方向配向 45° ３D圧縮成形 初期計量への繊維配向テンソル割り当て Insight Ultimate 繊維配向テンソル Y方向配向 2/12 6/12 X方向配 向 11/12 45° 2/12 6/12 11/1 2 熱可塑性成形－熱硬化性樹脂インサート 熱硬化性成形－熱可塑性樹脂インサート Insight Standard 反り解析可能 機械的特性が登録されていない材料データは入力が必要 熱可塑性樹脂 熱硬化性樹脂 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 Insight Standard Insight 2016までは冷却解析未対応 金型回転を考慮した冷却解析 ３Dメッシュのみ対応 Insight Standard ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 ケーススタディ 1st. Shot：透明ポリカーボネート 2nd.Shot：黒色ABS ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 それぞれの要素に属性を与えます 固定金型 1st. Shot 成形品／ランナー （回転） 回転金型 固定冷却管 1st. Shot 成形品／ランナー （固定） ２nd. Shot 成形品／ランナー （固定） ＋ 回転冷却管 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 充填パターン 1st.Shot 充填パターン（固定要素に表示） 2nd.Shot 充填パターン 再溶融領域 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 温度、成形品(非定常) ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 温度、金型(非定常) ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 温度、金型(非定常) サイクルタイム内のコア温度履歴 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 反り解析結果 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 改善案 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 温度、金型(非定常) 改善後 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 反り解析結果 改善後 ２ショットオーバーモールディング成形 FEM冷却解析対応 反り解析結果 改善前／後 比較 改善前 改善後 ３D反り要因解析 集約メッシュ イメージ メッシュ集約使用での反り要因解析が可能 反り解析時間の短縮 2016 2017 インサート／コアのための異方性材料の特性 複雑な配向・異なる物性を持つ複合材などに対応 3D 充填, 保圧, 反り 弾性熱膨張 任意のローカル材料特性を記述するために使用 インサート／コアのための異方性材料の特性 2016では直行異方性物性に対応 2016 2017 DOE ／ パラメトリックスタディ解析 機能拡張: ヒート＆クール 1.[急速加熱冷却回路の流量] 2. [急速加熱冷却回路の密度] 3.[蒸気品質] MOLDFLOW 2017 新機能紹介 メッシュ機能強化 © 2016 Autodesk 新しいアドバンシング レイヤー 3D メッシュ 肉厚方向の要素数の既定値が、6 から 10 に変更 サーフェス上に内部ノードがない場合に、エッジ付近のサーフェス メッシュを細分化 厚肉領域でのメッシュ生成が向上し、生成速度は古いメッシャーよりも約 30% 高速 新ローカルメッシュ密度割り当て 操作性向上 メッシュ密度のグループを定義 グループハイライト 選択された面 アドバンスメッシュ編集ツール 新選択ツール 様々なエンティティを柔軟に選択可能 複数選択可能 平面上の三角エレメント 同一エッジ上のノード 同一シート上のノード 同一シート上の三角エレメント（曲面） 同一シート上のテトラエレメント アドバンスメッシュ編集ツール 新選択ツール 同一エッジ上のノード 同一シート上のノード アドバンスメッシュ編集ツール 新選択ツール 同一シート上の 三角エレメント（曲面） 同一シート上のテトラエレメント アドバンスメッシュ編集ツール オフセット 寸法や肉厚をダイレクトに編集可能 変更に伴い近隣メッシュを伸縮 アドバンスメッシュ編集ツール 押し出し 既存メッシュからの押し出し形状作成 アドバンスメッシュ編集ツール プレーンカット 指定平面でメッシュモデルをカット（カット面のメッシュ編集） 使用例：ハーフモデルでメッシュ編集後、ミラーコピーで対称メッシュモデル化 カット面の メッシュを編集 カット面を メッシュで埋める アドバンスメッシュ編集ツール 穴をうめる 穴の周りのエレメントをハイライト 欠落したメッシュの再現性を向上 ブロワモーターハウジング ハウジング上 材質：PA66 G15％ 肉厚３mm 変形は 3mm 以内 （相手側ハウジング下との勘合） ブロワモーターハウジング ゲート案検討 ゲート位置案＋自動作成冷却管＋自動成形条件で反りを評価 A案 B案 C案 ブロワモーターハウジング 反り結果 倍率 ３ 倍 A案 B案 C案 全て許容値外 反り量 5.1㎜ 反り量 4.2㎜ 反り量 5.2㎜ ブロワモーターハウジング B 案反り要因 倍率 ３ 倍 全要因 冷却差要因 収縮差要因 配向差要因 ブロワモーターハウジング B 案反り要因 倍率 ３ 倍 全要因 4.2㎜ 収縮差要因 1.5㎜ 冷却差要因 1.5㎜ 配向差要因 1.2㎜ ブロワモーターハウジング B 案反り対策案検討 冷却差対策 温度差 63℃ 温度差 2℃ コア側冷却を強化 ブロワモーターハウジング B 案反り対策案検討 収縮差対策 ブロワモーターハウジング B 案反り対策案検討 収縮差対策 内倒れを防ぐ剛性を成形品に与える アドバンスメッシュツールによる形状変更 ブロワモーターハウジング B 案 反り対策前／後 比較 反り変形量 ３ 倍表示 対策前反り 4.2㎜ 対策後反り 2.1㎜ 許容値内 ブロワモーターハウジング 新たな課題 軽量化 肉厚を ３㎜ から 2.5㎜ へ 従来は肉厚 3㎜、肉厚 2.5㎜ で品質は確立できるのか？ 対策後反り 1.8㎜ 許容値内 アドバンスメッシュツールで肉厚変更 ブロワモーターハウジング まとめ Moldflow の活用により 形状変更をともなう品質向上に迅速に対応 反り量 50％ 減 迅速な軽量化の実現性確認 14％（56ｇ）の軽量化 総生産数 30 万 材料費 500 円／kg として 840 万円の効果 キャビティ 重量結果 肉厚 3㎜ 397ｇ キャビティ 重量結果 肉厚 2.5㎜ 341ｇ MOLDFLOW 2017 新機能紹介 解析結果表示 © 2016 Autodesk レジェンドバー（凡例）の移動と大きさ変更 切断平面のビューロック 全てのロックウィンドウで切断平面をシンクロ操作 切断平面の移動もシンクロ操作可能 樹脂通過量 結果３D 樹脂通過量結果は、注射ノード（複数可）に直接接続された各ビーム要素 （ランナーシステム）を通過した材料の総体積を示す。 3D Flowの新プロット Midplane と DDでは既に対応済み 再溶融領域成形品インサート 連続２色成形やインサート成形などのオーバーモールド成形で再溶融した可 能性がある場所を表示 2016までは境界面表示、2017では再溶融領域そのものの表示 2016 2017 MOLDFLOW 2017 新機能紹介 材料データベース © 2016 Autodesk 材料データベース変更 熱可塑性樹脂データベースへの変更グレードの総数: 9265 2016 SP3 リリース以降 追加されたグレード: 356 修正されたグレード: 127 削除されたグレード: 751 熱硬化性材料データベースへの変更 メーカーの総数: 50 2016 SP3 リリース以降 グレードの総数: 210 特定の pvT データを持つグレード: 6334 2016 SP3 リリース以降 長繊維の長さデータを持つグレード: 149 追加されたグレード: 14 特定の結晶形態データを持つグレード: 23 既定の収縮特性データを持つグレード: 2860 結晶化 – 残留応力データを持つグレード: 21 結晶化 – 残留歪データを持つグレード: 22 RSC ファイバー: 残留応力データを持つグレード: 1716 RSC ファイバー: 残留歪データを持つグレード: 1585 結晶化 RSC ファイバー – 残留応力データを持つグレード: 13 結晶化 RSC ファイバー – 残留歪データを持つグレード: 14 応力/歪データを持つグレード: 1 マイクロセルラー データを持つグレード: 2 Autodesk and the Autodesk logo are registered trademarks or trademarks of Autodesk, Inc., and/or its subsidiaries and/or affiliates in the USA and/or other countries. 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