本文へジャンプ

鋳造シミュレーションシステム ADSTEFAN

Hitachi

ADSTEFANは、「簡単操作」をその特長としていますが、湯流れ・凝固の各種鋳造欠陥対策や鋳造方案検討・歩留まり向上など解析目的に合わせた材料物性値や熱抵抗値などの解析条件の妥当な設定はどうすべきか、出力された解析結果を3次元グラフィックで表示した場合、どのプロセスに着目し、どう評価すべきかを理解するにはある程度経験とノウハウが必要となります。

そこで、ADSTEFANのもう一つの特長である”充実したサポート”の一貫として、ADSTEFAN の特性を御契約ユーザ様に知っていただき、もっと簡単かつ便利にご活用いただく事を目的として ADSTEFAN「シミュレーション100」を御契約ユーザ様専用サイトに公開しています。

これは、ダイカスト、重力鋳造などの鋳造方法別や、携帯電話、パソコンケース、自動車部品、砂型鋳造製品など典型的な数十種類の形状について、メッシュ幅、充填速度、方案形状などを変化させて計100ケースのシミュレーションを実施し、各種解析条件や結果の評価、解析時間、欠陥の見方等を公開しています。

以下にその一部公開事例を記載しました。尚、詳細公開は、ADSTEFAN御契約ユーザ様向けとなっております。

ADSTEFAN御契約ユーザ様は、御契約ユーザ様専用サイト内にて詳細をご覧下さい。

Simulation 100 公開事例(抜粋)

No 事例 目的 モデル 鋳造方法 公開事例
1 オーバフロー位置の検討
The examination of the overflow position
湯道方案変更によるオーバフロー位置の検討 自動車部品:
空気制御ボディ
ダイカスト 事例1
2 スリーブ内の溶湯挙動評価
Molten metal behavior evaluation
in the sleeve
プランジャー速度の違いによるプランジャー内での溶湯の挙動を評価 自動車部品:
空気制御ボディ
ダイカスト 事例2
3 欠陥原因の見極め
Finding the reason of the defect
実製品と解析(引け巣、空気巻込み)結果との対比による欠陥原因の考察 自動車部品:
発電用ブラケット
ダイカスト ユーザ
専用
4 方案変更検討用解析
Analysis for changing plan
複雑な方案を簡易方案へ変更するための解析 自動車部品:
空気制御ボディ
ダイカスト ユーザ
専用
5 欠陥原因の見極め
Finding the reason of the defect
試作品の欠陥要因の特定(湯流れ解析による欠陥箇所の考察) 携帯電話 チクソモールド 事例3
6 キャビティ内の空気排気の評価
Assessment of Air Exhaust in Cavity
キャビティ内の空気の排気方法を完全真空と排気実施にて評価 検証用モデル ダイカスト ユーザ
専用
7 冷し金・押し湯効果の検討
The examination of the effect of
chiller and riser
冷し金・押し湯が引け巣に及ぼす影響度を検討 鋳鉄ギア 重力鋳造 ユーザ
専用
8 押し湯の大きさによる製品への影響
Influence on product by the
size of the riser
押し湯部の大きさの相違が製品に及ぼす影響度を検討 T型鋼 重力鋳造 事例4
9 押湯接続部形状の違いによる製品への影響
The influence of riser connection shape 
to the product
押し湯部と製品との接続状態の相違が製品に及ぼす影響度を検討 試作鋳物品 重力鋳造 ユーザ
専用

事例1 オーバフロー位置の検討解析例

ADSTEFANの特長である”高速解析”の利点を生かし、初期方案作成においてオーバフロー設置位置を検討する為まず湯流れ解析を行い、溶湯充填時の残留空気解析他により最終充填部の状況を確認。方案修正→再度解析実行を”簡単操作”で繰り返し、最適方案を短期間で作成。(930万メッシュ:2.5Hr)

解析モデル:自動車・空気制御ボディ

対策前
対策前、ゲート部が細い

第1回対策後
第1回対策後、ゲート部を太くした

湯流れ解析結果:残留空気の状況

対策前
クリックすると、動画をご覧いただけます。
解析結果の評価:射出終了時の残留空気の状況(青色部)
・オーバフローが最低4ケ所(赤矢印部)必要かつ
対策前は左端の充填が不十分(AVIファイル形式)

第1回対策後
クリックすると、動画をご覧いただけます。
解析結果の評価:射出終了時の残留空気の状況(青色部)
・オーバフローが最低4ケ所必要は変わらないが
左端の充填が改善(AVIファイル形式)

事例2 プランジャー速度の違いによるスリーブ内溶湯挙動の評価解析例

ADSTEFANの特長である”多彩な解析”機能の中のスリーブ解析により、プランジャー速度の違いによるスリーブ内での溶湯挙動と、キャビティ内への空気巻込みの状況を解析。射出時の空気挙動評価により空気巻込みとその移動を”高速解析”により6Hr程度で確認。(3870万メッシュ:6.2Hr)

スリーブ解析結果:残留空気の状況

高速一定(180cm/s)
クリックすると、動画をご覧いただけます。
解析結果の評価:射出終了時の残留空気の状況(青色部)
・高速一定射出では、スリーブ内で空気の巻込みが発生(赤丸部)、
製品に悪影響を及ぼすことが危惧される。(AVIファイル形式)

中速高速(80cm/s=>180cm/s)
クリックすると、動画をご覧いただけます。
解析結果の評価:射出終了時の残留空気の状況(青色部)
・中速高速射出では、空気の巻き込みは軽減される。(赤丸部)
(AVIファイル形式)

事例3 欠陥原因の見極め(ショートショット及び実製品との比較による欠陥原因の評価解析例)

ADSTEFANの特長である”信頼の裏付け”として日立Grの研究所及び大学と連携し、試作品による実験で発生した欠陥と、その原因を調査するための湯流れ解析により、欠陥箇所の特長点を解明すると共に、ADSTEFANの解析精度を検証することが出来ました。(2580万メッシュ:1.5Hr) 

成形開始初期の湯回り不良品の解析

成形開始初期の湯回り不良品の解析

湯流れ解析結果:溶湯の温度分布

クリックすると、動画をご覧いただけます。

解析結果の評価:試作過程のショートショットにおける未充填部は、解析結果の溶湯の温度降下大による流動停止部と一致している。(AVIファイル形式)

湯境い欠陥品の解析

湯境い欠陥品の解析

湯流れ解析結果:溶湯の温度分布

クリックすると、動画をご覧いただけます。

解析結果の評価:試作過程で湯境い欠陥発生部は、解析結果の温度降下大の溶湯衝突部、空気巻込み部と一致している。(AVIファイル形式)

事例4 押し湯の大きさによる製品への影響(押し湯の大きさによる製品に及ぼす影響評価解析例)

ADSTEFANの特長である”信頼の裏付け”として日立Grの研究所及び大学と連携し、試作品による実験と凝固解析により、製品に発生する引け巣欠陥に対し、押湯の大きさの違いによる影響を検証。更に製品(T型鋼)に引け巣欠陥が発生しない、最適な押湯寸法を解析する。(120万メッシュ:0.2Hr)

実験結果 凝固解析結果:引け巣予測
押湯120mm 実験結果押湯120mm クリックすると、動画をご覧いただけます。
押湯160mm 実験結果押湯160mm クリックすると、動画をご覧いただけます。

解析結果の評価:引け巣予測

  1. 押湯の大きさが120mmの場合、引け巣が製品部に掛かっており、 160mmの場合、引け巣が押湯側に入り製品には影響しないことが実験結果との一致により確認できました。(AVIファイル形式)
  2. 欠陥の無い製品製造には押湯寸法160mmにしなくてはいけないことが分かった。また、実験結果とも解析結果が良く合っている事が本シミュレーション解析にて確認できました。(AVIファイル形式)

ADSTEFANシステム機能拡張

Additive Manufacturingプロセスシミュレーションへの適用
3Dプリンター積層造形中の熱履歴・温度分布・熱流の解析を行い、積層プロセスの最適化を行うためのツールとして利用します。

温度解析事例

クリックすると、動画をご覧いただけます。

クリックすると、動画をご覧いただけます。