射出成形シミュレーション

射出成形シミュレーションから金型設計に有用な情報が得られることは、20年以上前から語られてきました。樹脂の流れというのは、なかなか数値で予測することが難しく、金型の設計者は過去の経験をもとにして金型を設計してきました。しかし、ベテラン設計者が不足する中、金型設計の期間短縮や新しい樹脂材料などに対応しなければなりません。金型設計者をとりまく環境は厳しく、射出成形シミュレーション技術を利用して、設計の質の向上と設計期間の短縮を図りたいのです。

金型メーカーが射出成型シミュレーションを利用する上での問題点

しかし、金型メーカーにおいては、なかなか射出成形シミュレーションを実践することはできませんでした。その理由は次のようにいくつもあげることができます。

1. 射出成形シミュレーションのソフトウェアが高価である。
   数年前まで、MoldflowやTimonには本格的な高価なバージョンしかありませんでした。
    
2. CAEプリ・ポストプロセッサが高価で使い方も難しい。
   以前は、I-DEASなどの高価なソフトウェアしかありませんでした。
    
3. 解析計算に必要な高性能なコンピュータも高価である。
   かつては大型計算機やスパコンを使うのが一般的で、とても金型メーカーが買えるようなものではありませんでした。
    
4. メッシュデータを作るのが難しく手間もかかる。
   メッシュの作り方で解析の品質や計算時間が左右されるため、メッシュを作るのは専門の職人のような人の仕事でした。しかも形状加工のためのモデリングとは別な作業になってしまうことが多く、金型メーカーには荷が重いと言わざるをえませんでした。

これらの問題はここ数年でほとんど解消してきています。そこで、当社では比較的低価格な東レエンジニアリングのTimon Mold Designerを導入し、射出成形シミュレーションを積極的に金型設計に利用しています。

射出成形シミュレーションから得られる情報

射出成形シミュレーションからは金型設計に役立つ様々な情報が得られます。次に、射出成形シミュレーションから得られる有用な情報をいくつかご紹介します。

1. 成形が可能かどうか判断する目安が得られる。
2. 樹脂温度や金型温度など適切な成形条件が事前に分かる。
3. ゲート位置のいくつかの候補の中から適切なものを選択できる。
4. ウェルドラインやヒケの位置が予測できる。
5. 多数個取りのランナーの設計が適切か評価できる。
6. 必要な型締め力が分かる。

Timon Mold Designerについて

Timon Mold Designer を選んだ理由は、当たり前ではありますが、低価格であることです。次に重要だったのが、入力データとなるSTLモデルに多少の不具合があっても、問題なく処理できるという点です。曲面間の多少の隙間は全く問題ありません。サーフェスモデラーでモデリングされたデータの場合は、それなりにチェックしなければなりませんが、元がソリッドモデラーのデータであれば、サーフェスモデラーでSTLモデルを作っても大丈夫なところが助かります。三角形の裏表がやたらに間違っているのは良くないみたいなので、自分でチェックツールを作りましたが、多少のことならへっちゃらみたいです。

おまけ

ということで、最近は頻繁に Timon Mold Designer を利用しています。IGESでモデルを持ち込んでいただければ、解析だけの仕事も安く請け負います!!。金型メーカーや成形メーカー、製品設計メーカーの皆様、どうぞよろしくお願いいたします。

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更新日： 2007年01月15日