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樹脂流動解析と樹脂材料の話

2024/01/25 11:36

樹脂材料と一口にいっても千差万別、原材料製造メーカーがしのぎを削って数多の材料を日々開発しています。 昨今、日本国内においても海外メーカーが製造する樹脂材料を使用している製品が非常に多くなっています。 かつてほど画一的な大量生産といわれなくなった樹脂成形ですが、人知れずどこかの工場でまだまだ大量生産が行われています。 さて、そんな樹脂材料ですが、世界中で使われている材料のグレード（銘柄）は数万とも、更にそれ以上とも言われています。成形メーカーが独自にブレンドしたり成分調整を行ったりすることもあり、正確なデータは存在していません。その物性、特性も様々で樹脂成形品の製造には苦労が絶えません。 射出成形用の金型設計を行う場合、ほとんどの場合において指定された成形材料が、どの程度体積変化（成形収縮率を）をするのか検討するところから始まります。材料ペレットと呼ばれる粒状の材料を、射出成形機内で溶融し、その溶融された樹脂材料を金型へ充填することでプラスチック製品を製造しますが、溶融状態から冷却されて固化する過程で収縮し小さくなります。 成形機で充填速度や圧力、温度を調整することである程度の抑制は可能ですが、収縮をなくすことはできません。そのため金型は、成形品が小さくなることを見込んで、製造したい製品のサイズよりも僅かに大きい寸法で作成しています。この収縮見込み寸法がズレていると狙った寸法が得られず、成形品は規格外となってしまいます。 金型設計の際、収縮率を検討する上で金型設計者が先ずに気にすることは、結晶性樹脂なのか？非晶性樹脂なのか？です。非晶性の材料は、収縮率がおよそ1％未満と小さく、収縮による寸法変化が余りありません。したがって反りや捻じれなどタチの悪い変形もあまりしません。そのかわり小さくならない分、金型への食いつき、張りつきによって離型（型から取出す）が難しくなることがあります。樹脂流動解析でも解析結果に直接現れないため、間接的に評価するなど工夫が必要です。例えば、解析結果上で収縮率が0.1％を下回る場合には離型注意などフラグを立て成形TRYで離型不良が発生するかどうかの検証を行い、予め経験値を積み上げておく必要があります。 結晶性材料はどうでしょうか。エンジニアリングプラスチック（以降、エンプラ）に分類される材料は大半が結晶性材料で1.0％～4.0％程度の収縮率を示します。結晶化度が大きく変化し且つ局所的に変化するため、同じ金型で成形を行っても条件次第で寸法変化が大きく出たり反り、変形といった不具合は比較的出やすい傾向にあります。加えて成形サイクル短縮を目的として金型温度の設定を低めにすると、結晶化度が下がって大きめの寸法になるだけでなく、一般的に”後収縮”と呼ばれる寸法変化が発生します。数週間～数ヶ月というスパンで寸法や変形の状態が変化するため変化を捉えにくく注意が必要です。場合によって1ヶ月倉庫保管してから出荷検査を実施するといったこともあります。この”後収縮”については、樹脂流動解析上で評価する方法が確立されておらず評価が難しい現象です。 他にも分子配向や分子破断による材料劣化といった、予測の難しい現象は樹脂流動解析上では割愛されていることが多く、まだまだ発展途上と言えるかもしれません。しかし、より良く解析結果を読み解き製品の仕上がりを予測するには、時としてこういった知識が必要になることがあります。ソフトウェア上で得られる結果数値だけに捕らわれず、是非興味を持って実機との比較を元に掘り下げてみてはいかがでしょうか。

高速裁縫研究用試験器機データの分析

2022/07/08 11:36

【課題】 衣類メーカーが生産性の向上のために競争することで、産業において最も注目され研究されているものは欠陥を生じずに高速で縫うことのできる繊維と縫い糸の組み合わせを見つけることです。裁縫は昔から行ってきたことの一つで、広範囲にわたって複数のパラメータが含まれているため自動化するのが困難です。例えば、衣類をまとめることについては、繊維と縫糸の選択・ステッチサイズと縫糸の張り具合の変化・材料の異常を補償できるパラメータが必要になります。香港科学技術大学ロンドン校のRichard Chmielowiecは『sewability』と呼ばれる、生産過程における欠陥(例えば縫い目のゆがみ)が起こらずに縫えるような繊維と縫糸のコンビにはどんな特徴/性質があるのかを認識するシステムを構築する研究をしています。彼は上手く縫うことで変数がどのように変化するかを決定するために高速で縫うときの動的な状態を調査しました。 【ソーイング解析をするためのソフトウェア】 Chmielowiec社のRSTM/SPMS測定器はETSステーション(Experimental Testing Sewability　Station) )と呼ばれ、RSTMは(Richard’s Sewability Testing Method：RichardのSewability試験法)を表します。また、SPMSは(Seam Pucker Measuring System：縫い目のシワを測定するシステム)を表します。測定器にはいくつかのセンサーが付いており、加えて最新技術であるPfaff二重縫いミシンを搭載しています。また、織物の評価には画像処理解析方法を用いています。ステーションのデータを解析ソフトウェアは研究者達が短時間で覚えられ、容易に使用できる多様な解析を行えるような柔軟性を持ち、メニューにより操作できるようなものでなければなりません。また日々変化する使用器具や解析手法の変化に対応するように、他のソフトウェアやハードウェアとの互換性が非常に高いものでなければなりません。 【問題の解決】 Richard Chmielowiec は、縫い物の研究ステーションでは柔軟性のあるグラフィックディスプレイと解析性能を持った、DSP Development Corporation社の画像表示・データ分類ソフトウェアであるDADiSPを用いました。 ユーザー：香港科学技術専門学校/ロンドン校 キーワード：機械アプリケーション/高速繊維研究用試験機データの分析

QDE2018国際熱処理シンポジウムに出展しました

2018/12/04 22:47

先週、名古屋国際会議場で開催された、弊社ブースご見学ありがとうございました。ご参加いただけなかった方のためにAbaqus-DANTE, ANSYS-DANTEの論文をアップしておきますので、ダウンロードご高覧いただければ幸いです。

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  9999.12.31 3DEXPERIENCE Simulation Structural Designer

  3DEXPERIENCE Simulation製品のStructural Designerロールを使用して線形静解析、固有値解析、定常熱伝導解析の概要と操作方法を習得します。

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• 2023.04.14 本社移転のお知らせ

  平素は格別のご高配を賜り厚く御礼申し上げます。 この度、弊社は下記住所に移転することになりました。 これを機に、従業員一同さらに専心努力いたしご期待にお応えする決意でございます。 今後とも皆様のご支援ご指導を賜りますよう、お願い申し上げます。

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  2022.07.08 太陽のニュートリノ・フロー観測データの解析

  【課題】 たいていの科学の分野において、データ収集は1週間か1ヶ月、早ければ1日もかからずに終えることができます。しかし、天文学の分野においてはデータ収集に10年または100年もの長い時間が要します。科学分野の研究者の多くは、実験計画書に基付き、試験、解析をします。天文学の分野の研究者は、想定した解析のためにデータが収集できなくても忍耐強く解析を繰り返さなければなりません。数百年もの観測でもパターンには不明確な部分があるので、この研究の最も困難な問題はデータセットに含まれる現象の確認をすることです。正しい情報を収集することができたかを確実に知ることは不可能です。 【太陽のニュートリノ問題】 太陽のニュートリノ問題では天文学研究の知られている問題です。それは、25年もの間、天体物理学者と他の天文学者の頭を悩ませました。困惑させた原因は、標準的な太陽のモデルから計算される太陽のニュートリノと実際の観測データの間に矛盾が生じているからです。理論は観測結果と一致しない理由を把握するのに苦労しています。ドイツポストダムにあるBabelsberg ObservatoryのDr. Hans Joachimとニューヨークにある国連のOuter Space Divisionはこの謎をニュートリノの流れのデータのフーリエ解析によって解こうとしています。何らかの周期性を見つけることによって原因を出来ると考えています。 【問題の解決】 Dr. Hauboldの研究では、10年間もしくは1世紀の間に記録された太陽のアルゴン生成速度と他の太陽の活動の解析を他の研究者によって集まったデータセットを用いて行っています。彼の使用するソフトウェアはデータ管理、柔軟なグラフィック表示、広範囲の統計解析機能を必要としています。 ユーザー：バベルスバーグ天文台 キーワード：物理学アプリケーション/太陽のニュートリノ・フロー観測データの分析

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  2022.06.07

  Abaqus
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  2022.07.08 Pathfinder

  カフェテリアでの行動

  • Pathfinder
  • 火災解析、人流・避難解析
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• 2022.05.31

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