本格的 3 次元射出成形 CAE のパイオニア

本格的 3 次元射出成形 CAE のパイオニア
製品/モジュール
パッケージ名
メッシュ
eDesign Basic
eDes i gn
Professional
Advanced
4
4
8
12
●
eDesign
●
Designer BLM (Boundary Layer Mesh, Tetra)
●
●
Solid (Hexa, Prism, Pyramid, Hybrid, Tetra)
Shell
並列計算 (PP)
ソルバー
標準機能
流動解析
保圧解析
●
冷却解析 (非定常)
そり変形解析
マルチコンポーネント成形 (MCM)
ポスト
統合
CAD
Professional CAE for Injection Molding
●:標準機能 ¦ ○:オプション
プロジェクト
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
eDesignSYNC
FVM(有限体積法)ソルバーの採用と
高効率パラレルコンピューティングにより
業界 No.1 の高精度・高速解析ソリューションを提供
3 次元解析結果事例
ランナー
CADdoctor
メルトフロント
温度 ( スライス面 )
そり変形
Cooling Channel Designer (CCD)
繊維強化樹脂
繊維配向解析
応力解析
FEA インターフェース
Micromechanics インターフェース
Solution Add-on
Moldex3D Digimat-RP
DOE
熱
光学
粘弾性
エキスパート
アドバンストホットランナー
3D 冷却管 CFD
複屈折解析
●
●
残留応力解析
CPU ソケット比較事例
ランナーバランス比較事例
繊維配向解析事例
MuCell® 解析結果 セルサイズ
粉末射出成形 (PIM)
MuCell ®
特殊成形工程
ガスアシスト射出成形 (GAIM)
ウォーターアシスト射出成形 (WAIM)
サンドイッチ成形
バイインジェクション成形
圧縮成形 (CM)
射出圧縮成形 (ICM)
RTM
* Advanced には、eDesign BASIC ライセンス 2つ含まれます。
1. Moldex3D eDesign SYNCは、Creo ® ,NX,SolidWorks ® をサポートしています。
2. Moldex3D FEAインターフェースは、Abaqus, ANSYS, MSC.Nastran, NE Nastran, NX Nastran, LS-DYNA, Marc, Radioossに対応しています。
3. Moldex3D Micromechanicsインターフェースは Digimat,Converseに対応しています。
4. データベース:熱可塑性材料、熱硬化性材料、成形機、冷却材料、金型材料。
5. 一部の成形プロセスや解析タイプは全てのメッシュ種類では対応しない。
6. MuCell ® は、Trexel Inc.の登録商標です。
推奨システム構成
・Microsoft Windows 10, 8, 7, Server 2012, 2008, HPC Server 2008
・Intel ® Xeon ® E5 プロセッサ, 32GB以上のRAM, 2TB以上の空き領域
Moldex3D お問い合わせ先
http://www.saeilo.co.jp/support/moldex/
販売元
http://www.saeilo.co.jp
本 社
関東営業所
名古屋営業所
大阪営業所
広島営業所
2016年9月発行
埼玉県春日部市谷原3-1-8 マルヤビル3F TEL: 048-733-7011
名古屋市南区桜本町21 第2アマクサビル2F
TEL: 052-819-4500
大阪府吹田市広芝町5-4 シーアイビル3F TEL: 06-6388-3311
広島市西区上天満町2-7 ニシオカ上天満ビル2F TEL: 082-292-1331
※ Moldex3Dの開発元は、CoreTech System Co., Ltd. です。
※ 記載されている製品等の名称は、それぞれの所有者の商標または登録商標です。
Moldex3Dによる解析準備作業の効率化
企業競争力のコアとして
Moldex3Dは、完全3次元シミュレーション可視化技術により、
トライ&エラーを削減する
テクノロジーを提供します。
金型設計において、製品設計者の初期製品構想を実現するため、金型設計者は何度も設計変更を強いられる事がありますが、
従来の試行錯誤による手法では、金型を製作してからしか検証が行えないため、製品設計者が望んでいるような製品を実際に
成形するには大変困難な作業が伴います。
製品製造プロセス
CAE シミュレーション
用途に応じて、3種類のメッシュ生成技術を提供
- 自動3次元メッシュ生成技術・・・eDesign
- 高解像度BLM(境界層メッシュ)生成技術・・・Designer BLM
- ハイブリッドメッシュ生成技術・・・Advanced Solid Mesh (Hexa, Prism, Pyramid, Hybrid, Tetra)
自動3次元メッシュ生成ツール Designer
- 複雑なモデルであっても簡単なウィザード形式のGUI操作で高度なメッシュ作成が可能
- eDesignモードとBLMモード(Designer BLM)を切替操作、
メニュー構成はほぼ同等
DesignerのGUIメニュー例
設計変更
製品/金型設計
メッシュの生成作業
CAD データインポート
金型製作
ゲート・ランナー
冷却回路
ソリッドメッシュ作成
メッシュ出力
eDesignモード
量産
BLMモード
Moldex3Dソリューションにより、実際に製品を成形する前に、
ゲート位置の最適化や製品形状の検証、潜在的な課題抽出などを
行うことができます。Moldex3Dは、製品品質の向上,生産サイクル時間の短縮,開発期間の短縮などを支援いたします。
プラスチック製品開発に解決すべき課題がありましたら、
セイロジャパン Moldex3D にお問い合わせください!
Moldex3D製品パッケージ
Solution Add-on
特定の成形プロセスに対応するアドオンシリーズ
上
( 位 ) パッケージ構成 下
(位
Solution Add-on
Advanced
Professional
eDesign
eDesign Basic
)
製品設計者 金型設計者 CAE スペシャリスト
1
Advanced
高精度・特殊プロセスにも柔軟に機能拡張
Professional
eDesign + Designer BLMをサポート
eDesign
自動メッシュ射出成形シミュレーション
eDesign Basic
自動メッシュクイック流動シミュレーション
Designer BLMソリッドメッシュ作成パラメータ例
Designer BLM
テトラのみ
1層
2層
3層
4層
5層
レイヤ数
1∼2
3
5
7
9
11
R13.0
◎
◎
●
◎
×
×
R14.0
◎
◎
◎
●
◎
◎
メッシュタイプ
● : デフォルト設定 ; ◎ : サポートオプション
Moldex3D R13とR14の比較事例
エレメント数
R13SP2
流動メルトフロント比較
R14SP1
R13 SP2 (2層BLM) :6,478,449
R14 SP1 (5層BLM) :1,364,161
流動計算時間 (*)
R13 SP2 :7.1時間
R14 SP1 :1.4時間
(*) HP Z-840 Workstation 16 コア使用
エレメント数大幅削減により計算時間80%以上削減
2
Moldex3Dの特長
Moldex3Dによる解析準備作業の効率化
有限体積法による大規模・高速解析
統合ヒーリングツール
CADdoctor
- 複数のCADプラットフォームとMoldex3Dのデータ変換機能を提供
- 複雑なジオメトリを高品質な曲面及びエンティティで簡素化します。
- Moldex3D CADdoctorを使用してモデルの欠陥を修復し、複雑なエリアを簡素化することで、
メッシュの品質を向上
させ、
プリプロセスでの作業効率を向上することができます。
自動修正モデルによるメッシュ
形状簡略モデルによるメッシュ
従来の有限要素法(FEM)
では、計算時間は要素数に対して幾何級数的に増加しますが
、有限体積法(FVM)
では線形的に増加するため、要素数が多いほど圧倒的に優位とな
ります。64bit版の場合、3,000万要素以上のモデルも解析可能です。
高精度3次元解析
非ニュートン流体に基づく支配方程式を忠実に解き、慣性や重力の影響も考慮できるの
で、
ランナーバランス,
ジェッティング等の複雑な現象にも対応可能です。非定常冷却解
析やベント解析も標準で対応しています。
自動3次元メッシュエンジン (eDesign)
Moldex3D Designerは、CADモデル(STL,Stepなど)にゲート,
ランナー,冷却回路を簡
単に設定して、
メッシュを自動で生成することができます。
また、解析精度に応じてメッシ
ュの細かさを5段階に決定できます。
ソリッドメッシュ
エレメント数:593,584
ソリッドメッシュ
エレメント数:212,048
※CADdoctorで自動修正する前はフリーエッジなどジオメトリ不具合があり、Designer BLMインポート後に表面メッシュを
手動修正する必要があります
複合材料製品強度の予測
Moldex3D Digimat-RP
- 射出成形解析と構造解析の高度な連携を簡単操作で実現するインターフェイス
CAD組み込み式プリポストプロセス
eDesignSYNCは、Creo,NX,SolidWorksに完全統合されます。CADユーザーは使い慣
れたCAD環境から直接、eDesignと同等なウィザードや自動メッシュ作成エンジンを使
用して、製品設計を簡単に検証できます。
10
ハイパフォーマンス計算機能
マルチコアとマルチCPUの強みを活用するMoldex3D独自の並列計算およびGPU計算に
より、完全3次元シミュレーションを高速に実行できます。
デスクトップでのローカル計算や
計算クラスタでのリモート計算が可能です。
Moldex3D Digimat-RPに構造解析
モデルをインポート
8
6
4
2
0
1 Intel Core i7
(1 Core)
1 Intel Core i7
(4 Cores)
4 Intel Core i7
(16 Cores)
パーティクルトレース技術
必要な材料モデルを選択
各ゲートからの樹脂の流れやウェルドライン部分の動きを、粒子の動きのアニメーション
で検証できます。
より直感的に、
フローパターンを可視化できます。
繊維配向を指定
- Moldex3Dから繊維配向結果を取得
- 繊維配向を材料モジュールに加え、構造解析モデルに自動マッピング
構造解析実行
射出成形プロセスで生じる繊維配向結果より、構造解析用材料特性を計算
複合材料を使用した製品強度を、材料の非線形性・異方性を考慮した計算により予測可能
3
射出成形機に近いユーザーインターフェース
実際の成形機のコントロールパネルと同じユーザーインターフェースにより、
リアルに成形
プロセスを設定できます。
4
Moldex3D標準解析機能
繊維強化プラスチック
(eDesign Basic は、流動解析のみ標準 )
Moldex3Dは、1つ(あるいは複数)のゲートからどのようにプラスチックが金型キャビティ内部へ射出されるかを可視化します。
プラスチックの射出は材料特性,成形条件,射出速度,金型温度などの影響を受けます。
Moldex3Dは一般的な製品欠陥(ショートショット,バランスの悪い流動,エアートラップ,ひけ,そり等)を、精度良く予測すること
ができます。
このような欠陥を回避することにより、製品品質,構造,外見を改善できます。
繊維強化材料はプラスチック製品の強度を高めるために、
自動車産業,エレクトロニクスなどの分野において広く使用されてい
ます。Moldex3Dは樹脂の流動パターンおよび、肉厚,繊維特性などに影響を受ける繊維配向を可視化します。
繊維配向
eDesign
Shell
Solid
- 3次元繊維配向を可視化(長繊維/短繊維の両方に対応)
- 温度依存の機械特性を計算し、プラスチック強度を向上するための成形条件を最適化
流動解析
- メルトフロントの可視化
- ウェルドラインとエアートラ
ップの発生を予測
- ゲートサイズと位置を最適化
保圧解析
冷却解析
そり解析
マルチコンポーネント成形
- ゲートシール時間を予測
- 冷却効率の改善
- 最終製品の形状予測
- 異なる材料の反り変形を予測
- 保圧プロセスの最適化
- 高温部分の予測 そり解析
- 残留応力の計算
- インサート成形
- サイクル時間短縮
- ひけ、バリなどの欠陥を回避
- 非定常冷却解析
- そり変形の原因解明
- 熱劣化問題を予測
- 2色成形
- スクリューによる繊維破断を考慮した繊維長や繊維密度分布を予測可能
応力解析
eDesign
Shell
Solid
- パート(製品)とパートインサートの応力と変位を予測
- 外部負荷によるプラスチック変形を検証
- ホットオーブンアニール処理を検証
FEA / マイクロメカニクスインターフェース
eDesign
Shell
Solid
- 繊維配向結果,材料異方性,残留応力,成形圧力を構造解析ソフトウェアに出力
- 製品の機械的耐性や金型寿命を検証
- Digimatとの連携
高度な射出成形ソリューション Solution Add-on (オプション)
加熱&冷却の管理
プラスチック光学部品
プラスチック製の光学部品(タッチパネル,
カメラレンズ,LCDパネル,
コンタクトレンズ,
プロジェクターなど)は、多くの産業で利
用されています。Moldex3Dは光学部品の光学特性を正確に可視化できるため、ユーザーは重要な要因を最適化できます。
プラスチック射出成形において、加熱と冷却は非常に重要なプロセスです。Moldex3Dは様々な高速加熱&冷却成形プロセスの
温度変化をシミュレーションします。
アドバンスドホットランナー
光学解析
eDesign
Shell
Solid
- 流動や熱起因の複屈折,位相差,縞次数,縞パターンを予測
eDesign
Shell
Solid
- CODE Vとの統合により不均一な屈折率を予測
- ホットランナーや金型内部の温度分布を可視化
- ホットランナーシステムとサブコンポーネント(ヒーターコイル,マニフォールドなど)を検証
- 潜在的な欠陥(不均一な樹脂温度,バランスの悪い流動など)を予測
3次元冷却管CFD
粘弾性解析 (VE)
eDesign
Shell
Solid
- 高分子材料の粘性特性と弾性特性を解析
eDesign
Shell
Solid
- 流動起因の残留応力,そり変形,(光学解析との併用により)光学特性を予測
- 複雑な3次元冷却回路の水の流れをシミュレーションし、冷却効果の検証
- 冷却管設計を最適化し、サイクル時間の短縮を実現
冷却回路デザイナーCCD
eDesign
Shell
- 製品形状に沿った3次元冷却回路を自動作成
Solid
- 複雑な冷却システムを短時間で直観的に作成可能
5
最適化 (DOE : Design of experiments)
エキスパート
eDesign
Shell
Solid
- 成形条件の最適化を検証(保圧時間,冷却時間,金型温度など)
- 解析の組み合わせを作成、自動的に結果要約グラフを作成
6
特殊な成形プロセス
圧縮成形
eDesign
Shell
Solid
微細射出発泡成形 (MuCell®)
- 樹脂を圧縮して、予熱された金型に入れる圧縮成形工程をシミュレーションします。これ
によって、熱と圧力が起因の潜在的な欠陥を予測し、適切な材料を選んだり、成形条件を
最適化できます。
- 最初に配置するチャージ,圧縮領域,製品品質を良好にする成形条件をユーザーが定義で
き、製品のそり変形を改善できます。
射出圧縮成形
eDesign
Shell
Solid
eDesign
Shell
Solid
- 高精密かつ複雑な形状の金属/セラミック製品の成形工程をシミュレーションします。
- ユーザーは粉末とバインダーの混ざった材料の流動挙動を観察し、潜在的な欠陥を予測で
きます。製品の品質を確保するため、せん断率の効果を検証し、成形条件を最適化するの
に役立ちます。
Shell
Solid
- 樹脂充填時の発泡およびセルの成長をシミュレーションします。また、微細発泡数,密度
分布,セルサイズ分布,体積収縮などを調べます。
- ユーザーは保圧時の収縮補償を観察し、さらに変形を予測できます。
RTM
- 通常、導光板やコンパクトディスクのような薄く平らな製品に使用される射出圧縮成形工
程をシミュレーションします。
- ユーザーは潜在的な欠陥を予測するために、キャビティ内部の圧縮工程を観察し、断面に
おける特性変化を調べることができます。また材料特性や成形条件を検証できます。
粉末射出成形
eDesign
eDesign
Shell
Solid
- 圧力または流速によって樹脂の注入を制御します。
- 粘度と動力モデルを通して成形時の硬化状況を予測。
充実したサポート体制
講習・セミナー・イベント
- Moldex3Dをご活用いただくために、プラスチックCAEの基礎に関する講義と実習から構成された導入講習を用意
しています。その他、ユーザー様個別に講習内容をカスタマイズした応用講習も可能です。 ご希望により、オンサ
ガス/ウォーターアシスト射出成形
イト講習も可能です。
eDesign
Shell
Solid
- 内側がくり抜かれた製品(例えばハンドル,パイプなど)を成形する流体(ガス/水)アシ
スト射出成形工程の動力学の解析のためのシミュレーションツールです。
- 金型キャビティ内部の3D流体/ガス挙動を可視化でき、ひけやそり変形などの欠陥を予測
できます。
サポート
- 弊社はMoldex3Dの世界初の代理店(1997年∼)であり、多数のユーザー事例や技術的ノウハウを蓄積しています。
開発元エンジニアと共同でソフトウェアの品質向上に貢献しています。
サンドイッチ成形
eDesign
Shell
Solid
- スキン材料とコア材料の連続的な成形工程をシミュレーションし、2つの材料の特性の組み
合わせを最適化するために、適切な材料を選択するのに役立ちます。
- ユーザーは高温あるいは高圧になる部分を調べ、潜在的な欠陥が発生し得る位置を予測しま
す。
バイインジェクション成形
- ユーザー様からのメールや電話によるお問い合わせに対して、熟練したサポートスタッフが迅速に対応します。
リモートサポートシステムによる遠隔サポートにも対応しています。
- 保守ユーザー様向けFAQサイトを公開し、メールマガジンによる情報提供を行っています。
- その他、高品質なメッシュ作成,技術コンサルティング,受託解析,材料データ測定(レオロジーセンター)など
も承っておりますので、弊社サポートセンターまでご相談ください。
レオロジーセンター
eDesign
Shell
Solid
- キャビティ内にそれぞれ別に射出される2つの材料の成形工程をシミュレーションします。
このような成形はコスト削減のため、自動車やデジタル携帯製品などの分野で使用されて
います。
- ユーザーは材料タイプを定義し、それぞれの材料の流動,保圧パラメータを設定し、2つ
の溶融樹脂入口からの流動速度変化を観察できます。
7
- 毎年ユーザー会やバージョンアップセミナー,技術セミナーを随時開催し、タイムリーな情報提供を行っています。
- プラスチックCAEにおいて、粘度などの材料特性は解析精度に大きく影響します。
- 弊社では、精度の高い材料特性の評価と各種モデル式のパラメータ算出をサポートするために、「レオロジーセ
ンター」を設立しました。現在の導入装置及び測定評価内容は次頁の通りですが、今後さらに拡充して皆様のご
要望に応えて参ります。
8
レオロジーセンター
測定評価項目
測定事例
測定・評価項目
せん断粘度
内容(特徴)
スーパーエンプラ,長繊維充填樹脂,
フッ素系樹脂等に対応
Bagley, Rabinowitch 補正
流動性評価
伸長粘度
Cogswell 法
降伏応力
Parallel-plate/Steady 法,他
粘弾性特性
Parallel-plate/Dynamic 法
各種粘弾性モデルに対応
粘度の圧力依存性
Capillary/Counter pressure 法
壁面すべり
Mooney 法
流動特性
測定・評価項目
ピストン加圧法及び封入加圧によるPVT
測定とTaitモデルへの適用
PVTデータとTait式によるフィッティング例 ∼フッ素系樹脂
降伏応力を考慮したYield Stress-Cross式の適用例 ∼PBT(GF30wt%)
非等温結晶化特性
超高速冷却DSCによる非等温結晶化挙動解析
内容(特徴)
PvT 特性
ピストン法 (Isothermal, Isobaric 測定 )
封入法・・・外部委託
ガラス転移温度
DSC 法(JIS K 7121)
比熱
DSC 法(JIS K 7123)
熱伝導率
熱線プローブ法(ASTM D 5930)
フラッシュ法・・・外部委託
結晶化挙動
PVT 特性
Fitted curves
using Yield stress-Cross model
粘弾性測定装置
TA Instruments.
DISCOVERY HR-2
キャピラリーレオメーター
Göttfert RHEOGRAPH75 2台
(測定温度500℃対応)
(フッ素系樹脂対応)
Parallel-plate法,Capillary法による粘度測定
と各種粘度モデルへの適用
示差熱走査熱量計<DSC>
Mettler-Toledo International Inc.
DSC1
超高速冷却 DSC 法
(冷却速度:max240,000K/min)
反応(硬化,加硫)速度
DSC 法,
Cure kinetics 解析
固体粘弾性(緩和弾性率)
Torsion 法(G)
Bending,Tension 法(E)
光学ひずみ(複屈折)
円偏光法,セナルモン法
冷却速度と結晶化発熱カーブ ∼PBT(GF30wt%)
硬化反応特性
Nakamura式等による非等温結晶化挙動のCharacterization
熱硬化性樹脂の反応挙動解析及び硬化・流動性解析
超高速DSC
Mettler-Toledo International Inc.
Flash DSC1
(冷却速度:max240,000K/min)
試片作成装置
9
内容(特徴)
射出成形機
型締め力 10 トン
超小型マシニングセンター
加工範囲 300x300x150 mm
TA Instruments.
DMA
Q800
非等温硬化データとKamal式によるフィッティング例 ∼SMC
等温硬化特性への変換解析の例
10