Autodesk Automotive Innovation Forum 2014 …...従来成形ヒート＆クール 2014: 3D コンフォーマル冷却回路シミュレーションコンフォーマル冷却: 部品形状に沿った温度コントロール

© 2014 Autodesk

Vehicle designed and built by Marc Mainville

Autodesk Moldflowワールドクラス射出成形シミュレーションの現在と未来

Autodesk Automotive Innovation Forum 2014

シニアリサーチマネージャ Russell Speight

⽶国オートデスク開発部⾨シミュレーション製品

© 2014 Autodesk


免責事項

オートデスクは既存または新規の製品・サービスの計画や、将来の開発に関する記述を⾏うことがあります。これらの記述は、製品・サービス・機能を将来に提供することを約束または保証されるものではありません

すなわち、これらの計画は変更される可能性があり、本⽇の情報は当社の現在の計画を反映していない可能性もあります従いまして、これらの情報を元に購⼊の決定を⾏わないでください

また、オートデスクは今後発⽣しうる変更に対しまして、これらの将来計画に関する記述を更新する義務を負うものではありません

© 2014 Autodesk


アジェンダ

⾃動⾞業界の品質向上とコスト開発投資対象

解析精度追求製品⼨法精度外観不良成形プロセスインテグレート

⻑期開発研究プロジェクトまとめ

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


景気後退

グローバル市場は、⾼品質製品の⽣産を要求している

© 2014 Autodesk


⾃動⾞産業へのフォーカス

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


シミュレーションテクノロジーチーム

PHOTO

Dr. Russell SpeightSenior Manager

Simulation Technology51 Staff (24 Ph.D)

PHOTO

PHOTO

PHOTO

PHOTO

PHOTO PHOTO

PHOTOPHOTO

Dr. Chris FriedlValidation Manager5 Staff (3 Ph.D)

David AstburySenior ManagerMoldflow Tech.9 Staff (7 Ph.D)

Dr. Don RobbinsDistinguished

Research Engineer

Emmett NelsonSenior Manager Mechanical Tech.11 Staff (6 Ph.D)

Dr. Franco CostaSolver Tech. Architect

Justin HalletEP&T Manager3 Staff (1 Ph.D)

Scott GrantLabs Manager

9 Staff

Dr. Shishir RaySolver Manager6 Staff (3 Ph.D)

© 2014 Autodesk


Autodesk 材料測定研究所

© 2014 Autodesk


実証評価:ピース⾦型

新ピース⾦型: 全35のセンサー 6 マシン 10 キャビティ圧⼒ 5 キャビティ温度 4 ⾦型温度 6 冷媒温度 4 冷媒流量

Sample Rate: 400Hz4 MB per cycle

© 2014 Autodesk



新ピース⾦型: 全35のセンサー 6 マシン 10 キャビティ圧⼒ 5 キャビティ温度 4 ⾦型温度 6 冷媒温度 4 冷媒流量

Sample Rate: 400Hz4 MB per cycle

© 2014 Autodesk



材料: PP商品名: Moplen EP301Kメーカー: LyondellBasellオーストラリア材料ID: 23613

DOE設定樹脂温度 (°C)

射出流量(cm3/s)

DOE1 200 40DOE2 200 80DOE3 235 40DOE4 235 80

© 2014 Autodesk




射出流量(cm3/s)

DOE1 200 40DOE2 200 80DOE3 235 40DOE4 235 80

© 2014 Autodesk




射出流量(cm3/s)

DOE1 200 40DOE2 200 80DOE3 235 40DOE4 235 80

© 2014 Autodesk




射出流量(cm3/s)

DOE1 200 40DOE2 200 80DOE3 235 40DOE4 235 80

© 2014 Autodesk




射出流量(cm3/s)

DOE1 200 40DOE2 200 80DOE3 235 40DOE4 235 80

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


検証チームによる“コーナーモールド”の検証⾼応答性温度センサーキャビティ圧⼒センサーコーナーエフェクトと収縮の測定 DOE

保持圧, 冷却時間⾦型温度, 樹脂温度射出速度

収縮と反り精度実証評価:収縮と反り精度

© 2014 Autodesk


http://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/04/f15/2013_lightweight_materials_apr.pdfhttp://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/03/f8/2012_lightweight_materials.pdf

アメリカ合衆国エネルギー省(DOE) ⾞両技術プログラム

⾃動⾞燃費向上のための軽量・⾼強度材料を開発する⽶国エネルギー省の「フリーダムカー」プロジェクトにパートナー参加

⻑炭素繊維強化樹脂特性と配向予測のプロジェクトが進⾏中

© 2014 Autodesk


繊維配向と特性予測は活発な研究と連携を継続 RSC 繊維配向モデルのさらなる改善ブラッドフォード⼤学: バレル中の繊維破断連続繊維コンポジットオーバーモールディング

（Continuous Fiber composite overmolding）

繊維配向解析改善とコラボレーション

© 2014 Autodesk


新しい3D残留応⼒ベースモデルの開発3D反り解析の精度改良の為の基礎研究

テクノロジープレビュー: 新しい応⼒ベースの3D反りモデル新しい応⼒と歪の解析結果

ロングターム: 収縮補正時間／温度依存の反り

新しい3D残留応⼒ベースの反り計算

© 2014 Autodesk


反りでの⾦型変形効果

(変形倍率 x20)

キャビティ圧⼒はキャビティ⾁厚をわずかに増加させる⾦型プレートの曲げ⾦型の圧縮タイバーの伸び

キャビティ圧⼒が減少するとき: ⾦型の半分は⼀緒に閉じ返す

（体積減少）圧⼒減衰を⼀部相殺する

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


Autodesk Showcaseでのレンダリング

Moldflowでのヒケ予測

品質認識 Moldflowでのヒケ予測 Showcaseでの仮想検査

Example provided by Fiat at Autodesk University 2011

ヒケ予測と可視化

実物

© 2014 Autodesk


⾼い⾦型表⾯温度は、⾼品質表⾯仕上げとウェルドラインレスを実現するが、サイクルタイムが⻑い

⾦型表⾯温度の重要性

従来成形

ヒート＆クール

ABS

解決策:• ヒート＆クール• コンフォーマル冷却でヒート＆クール• 誘導加熱

Images courtesy of Gas Injection World Wide

© 2014 Autodesk


⾼い⾦型表⾯温度は、⾼品質表⾯仕上げとウェルドラインレスを実現するが、サイクルタイムが⻑い

⾦型表⾯温度の重要性

従来成形


ABS

解決策:• ヒート＆クール• コンフォーマル冷却でヒート＆クール• 誘導加熱


ヒート＆クール (2013より)

(RTC ®) / RHCM® / Variotherm ®

充填時の⾦型加熱射出開始前に蒸気か温⽔を使⽤熱い⾦型は流動⻑、表⾯外観、ウェルドライ

ン品質を改善

保圧中の⾦型冷却冷⽔で冷却サイクルタイム短縮


従来成形


2014: 3Dコンフォーマル冷却回路シミュレーション

コンフォーマル冷却: 部品形状に沿った温度コントロールレーザー焼結による複雑な３Ｄ冷却回路の製作

熱流体解析ツールSimulation CFDとMoldflow Insight Cool (FEM)の連成

デッドゾーンの特定ホットスポットの除去

ヒート＆クールと同時に解析可能 Image Pôle Européen de Plasturgie

© 2014 Autodesk


Scandiumテクノロジープレビュー新機能: 誘導加熱電磁誘導を使い⾦型内のマグネティックコンポーネントを

加熱⾼品質な外観⾒えない⾼品質なウェルドライン誘導加熱技術は、RocToolが特許権を持ち、許諾される

冷却解析（FEM）誘導加熱

誘電コイル

電磁⾦型インサート

プラスチック部品

© 2014 Autodesk


バルブゲートは通常突然に開くフローフロントのためらいと促進フローフロント温度変動⽬に⾒えるフローマーク

カスケードバルブゲート

Image from Synventive Molding Systems

Visible Flow Marks

© 2014 Autodesk


Scandiumテクノロジープレビュー新機能: スローオープンバルブゲート

より少ないためらい効果不良防⽌

スローオープンバルブゲート設定

Abrupt Opening Velocity Controlled OpeningImage from Synventive Molding Systems

Model courtesy of HRS – Inglass S.p.A

Hesitation Continuous

© 2014 Autodesk


表⾯不良は充填中の材料の問題によって引き起こされる表⾯問題の起源への取組ウェルドラインの形成と移動への取組み

表⾯不良

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


トレンド:マルチショット射出成形とバリエーション

射出成形プロセスは、より複雑になっています:

マルチショットマルチノズルマルチマテリアル (熱硬化& 熱可塑) ガスアシストまたは圧縮成形のような特

別なプロセス

カスタマイズ可能な成形プロセス解析をめざして開発中

* Different types of over‐molding technology from Engel

© 2014 Autodesk


Moldflow 2015での追加機能射出圧縮成形オーバーモールディング + 射出成形圧縮成形オーバーモールディング +射出成形インサート考慮

カスタマイズ可能な成形プロセス解析をめざして開発中

射出圧縮と圧縮成形の改善

© 2014 Autodesk


マルチショットオーバーモールディングへのファーストステップ: APIスクリプトは、初期インサート温度として温度結果を新しい

スタディにマップします他の結果に拡張可能

マルチショットオーバーモールディング: API マクロ

* API script available for testing upon request

© 2014 Autodesk


2材射出成形

現状のマルチノズル技術: マルチバレル熱硬化成形 2材射出成形

この技術のさらなる拡⼤に向けて開発中

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


研究は主要な学会、⼤学、社内リソースで実施本年度は４倍の研究費を投資７⼈の学⽣の博⼠号取得スポンサーに

研究への投資

© 2014 Autodesk


ブラッドフォード⼤学 (UK): ⻑繊維配向バレル内繊維破断

トロント⼤学: Mucell 気泡形成

ブタペスト⼤学: 材料劣化(粘度効果)

華中科技⼤学: 連続繊維複合材-圧縮オーバーモールディング

RMIT⼤学(オーストラリア): 粘度変化への繊維とフィラーの影響 SLM (Selective Laser Melting)-3Dプリントパーツの熱応⼒

ワイオミング⼤学複合材の進⾏破壊

研究コラボレーション

© 2014 Autodesk


⻑炭素繊維熱可塑性樹脂 (射出成形) パシフィック・ノースウエスト国立研究所, トヨタ (USA),イリノイ大学, Plasticomp社,パデュー大

学, Magna ⻑炭素繊維熱硬化性樹脂 (圧縮成形)

フォード, ノースウェスタン大学

突き出し⼒ & コンフォーマル冷却ペンシルベニア州立大学

Mucell Trexel社, Beaumont Technologies社

マイクロモールディングブラッドフォード大学 , デンマーク工科大学, COTECH

結晶化アイントホーフェン工科大学

研究コラボレーション

© 2014 Autodesk


研究パートナー

© 2014 Autodesk


アジェンダ




© 2014 Autodesk


⾃動⾞産業は⼤きく変化しました。現在、より燃料効率がよく、⾼品質の製品を作ることが⼤きな課題になっています。オートデスクは、将来のための⾼品質のプラスチック製品を作るための技術に投資しています。

まとめ

© 2014 Autodesk, Inc. All rights reserved.

Documents

Autodesk Automotive Innovation Forum 2014 …...従来成形 ヒート＆クール 2014: 3D コンフォーマル冷却回路シミュレーション コンフォーマル冷却: 部品形状に沿った温度コントロール

Autodesk Automotive Innovation Forum 2014 …...従来成形ヒート＆クール 2014: 3D コンフォーマル冷却回路シミュレーションコンフォーマル冷却: 部品形状に沿った温度コントロール