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Moldflow in the 4th Industrial Revolution

第4次産業革命におけるMoldflowRahul Patil and Hanno van RaalteProduct Managers | Moldflow Products

免責事項

We may make statements regarding planned or future development efforts for our

existing or new products and services. These statements are not intended to be a

promise or guarantee of future delivery of products, services or features but

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The Company assumes no obligation to update these forward-looking statements

to reflect events that occur or circumstances that exist or change after the date on

which they were made.

インダストリテーマコネクティビティとコラボレーション

概念 エンジニアリング ツール 生産

インダストリテーマコネクティビティとコラボレーション

概念 エンジニアリング ツール 生産

インダストリテーマデータ中心性

インダストリテーマ自動化と機械学習

MOLDFLOW | The Gold Standard

Market Leader

Mold Cooling

Compression Molding

Performance & Accuracy

>10k Materials

Geometry Manipulation

Meshing

Design of Experiments

HPC & Cloud Solve

As-Mfg. Analysis

Integrations

AccessibilityCollaboration

License Flexibility

Warpage Conformal coolingMold fillingGas Assisted Inj.

Molding

Moldflow

計算共有とアクセス コラボレーション

Shared Views

Moldflowクラウドの価値

Moldflow「囚われの価値」を解放

オートメーションとML普及

Moldflow Product Users

Moldflow Service Users

ユーザー エクスペリエンス

Fusion 360のMoldflow技術コンポーネント解析

MoldflowFusion 360 相互運用性

Moldflow と Fusion 360他のPLM/PDMとのFusionチームの相互作用

Design PDM System

Part.prt (V1) *

Part.prt (V1)Part.f3d

Sync Service

Part.f3d (V1)

Moldflow (Part V1.sdy)

解析エンジニア

Moldflow 解析者

Part.prtファイルはAutodesk以外のCADモデルの図として使用されていますPart.f3d ファイルはFusionモデルに変換されたファイルです

Simulation Sim (Part (V1)

設計者

Moldflow と Fusion 360

Design PDM System

Part.prt (V2) *

Part.prt (V2)Part.f3d (V2)

Sync Service

Part.f3d (V2)

Moldflow (Part V1.sdy)

Simulation Sim Part (V2)

Out of date result

Moldflow (Part V2.sdy)

設計者

解析エンジニア

Moldflow解析者

他のPLM/PDMとのFusionチームの相互作用

Fusion 360

解析エンジニア

Moldflow解析者

さまざまなタイプのユーザーを繋ぐ

設計者

金型メーカー

射出成形機オペレーター

金型設計者

関係する他のユーザー

Fusion 360 –ジェネレーティブデザイン

Fusion 360 –ジェネレーティブデザイン

Fusion 360 –ジェネレーティブデザイン

Fusion 360 –ジェネレーティブデザイン

MoldflowWhat’s Next

© 2017 Autodesk

生産性& カスタマー・インティマシー

マーケットインパクト リーダーシップ

• ローカル座標系 (LCS) を使用したコア シフト拘束

• 最適フィットおよび収縮補正可視化の修正

• 3D繊維破断の改善• 標準金型材料の電磁特性→純銅とP20• 材料データベースの更新:

• サプライヤーの総数: 548•新しいサプライヤーの追加: 32•サプライヤー削除: 24

• グレードの総数: 10989•追加されたグレード: 629•削除されたグレード: 162•改訂されたグレード: 447

• CAD インポートの更新:• Solidworks 2019• JT 10.3

Moldflow 2019.0 Update 5: リリースの概要

~11,000

© 2017 Autodesk

生産性& カスタマー・インティマシー

マーケットインパクト リーダーシップ

• 複屈折可視化

• FusionとMoldflowの結合

• 材料データベースの更新

• Advection Solver API

• 繊維配向

• リトラクタブルコアピンのサポート

• 3Dでの収縮精度向上

• インジェクションコントロールのソルバーAPI の機能強化(Engel)

• セキュリティ強化.

• CAD トランスレータの更新

• PU発泡

• 熱硬化マイクロセルラー射出成形

• FEA ソルバーのサポート– Helius PFA

Moldflow Insight 2021.0 |仮のコンテンツ

Moldflow

▪ シンプル、より高速、より堅牢

▪ 強力な解析キューフォーカス。

▪ ブラウザ ベースの UI

▪ PC、タブレット、モバイルデバイスからの解析の進行状況をフォローする

Simulation Compute Manager (SCM)

Moldflow射出成形機への接続

ENGEL simリンクにより、シミュレーションデータを射出成形機に転送し、逆に、測定データセットをマシンコントロールユニットからシミュレーションソフトウェアにインポートできます。

Picture: ENGEL

「オートデスクと協力して、現行ツールのデジタルツインと実際の射出成形プロセスとのギャップを埋めています」- Dr. Johannes Kilian, Head of Simulation and Control Engineering ENGEL AUSTRIA

https://www.engelglobal.com/en/hu/news-press/news-press-releases/detail/news/detail/News/simulation-combined-with-the-real-world.html

https://www.engelglobal.com/en/hu/news-press/news-press-releases/detail/news/detail/News/simulation-combined-with-the-real-world.html

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Moldflow研究開発アップデート

Hanno van RaalteMoldflow Product manager

ヒケ

新しいプロトタイプ

一般的な 3D ジオメトリのヒケ予測

AMI 2019

▪ 現在の方法は明確に定義されたリブに限定される

▪ 新しいメソッドはすべてのジオメトリを考慮します。

一般的な 3D ジオメトリのヒケ予測

▪ 現在の方法は明確に定義されたリブに限定される

▪ 新しいメソッドはすべてのジオメトリを考慮します。

AMI 2019 新しいプロトタイプ

ヒケ検証

▪ さまざまな保圧力、異なる材料で成形された1、2、3mmの厚さのリブが付いた試験片

▪ 例: ASA 材料

▪ レーザースキャナを用いて測定したヒケ深さ(誇張されたスキャンを示す)

▪ 検証データ:

▪ ヒケ深さー各リブ裏の保圧力の影響

▪ ソルバー検証のための部品の重量と体積測定

ヒケ検証の比較

ゲート付近の薄いリブ(1 mm) ゲートから最も遠い厚いリブ(3mm)

その他の外観不良

複屈折干渉縞プロット

▪ 複屈折結果を解釈する新しい後処理オプション

▪ ケーススタディは、干渉縞（ストレス）パターンがオーバーモールディング応力の影響で変化していることを示しています

オーバーモールドフレーム付きシングルショット(オーバーモールディングなし)

プロトタイプ：タイガーストライプ予測3D;検証スタディのコラボレーション

Scandium Tech Preview

収縮予測

反り検証成形

モールドフローの収縮成形

測定された収縮データを有するノンフィラー結晶材料の場合

線膨張の収縮補正係数 Scandium Tech PreviewTPEの垂直方向収縮率

ー 測定 －３D残留応力と収縮補正 ー ３D未補正残留応力

結晶化効果が(3D)収縮に及ぼす影響を考慮

▪ 結晶性材料が結晶化するときの比容積の急激な低下

▪ 過去にミッドプレーンおよびデュアルドメイン（DD）ソルバーで開発および実装された独自の処理

▪ 同じ処理が3Dソルバーに実装されました

▪ 期待される効果:

o 3Dソリューションからのより正確な収縮と反り予測

o ミッドプレーン/DDおよび3Dソリューション間の収縮予測における一貫性の向上

結晶化効果が(3D)収縮に及ぼす影響を考慮

▪ 収縮Tag Dieの3DFlow解析/ 25成形条件/未修正残留応力モデル

▪ 平行方向と垂直方向の線形収縮の比較

▪ 改善された予測線形収縮のレベル

実験３D、未考慮３D、考慮

実験３D、未考慮３D、考慮

結晶化効果が(3D)収縮に及ぼす影響を考慮

▪ DDと3Dソルバー間のより一貫した体積収縮予測

3D, 未考慮 3D, 考慮 DD, 考慮

Autodesk Material Exchange / Helius

AME/Helius の FEA サポートの拡張

HELIUsのためのFEAプラットフォーム(予定)

バージョン

Abaqus 2018, 2019

ANSYS 19.x, 2019 R1

Autodesk Nastran/Nastran In-CAD 2019, 2020

FEA サポート

Heliusの堅牢なウェルド強度破壊モデル

▪ 最大歪みエネルギー基準、すなわちフォンミーゼス応力測定

▪ キャリブレーションに必要な両端ゲート試験片での引張試験は1回のみ

0.00E+00

5.00E+00

1.00E+01

1.50E+01

2.00E+01

2.50E+01

3.00E+01

3.50E+01

4.00E+01

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Str

ess

Processing Condition

DG Dog-Bone Experimental vs. FEA

Exp FEA_NEW

0.00E+005.00E+001.00E+011.50E+012.00E+012.50E+013.00E+013.50E+014.00E+01

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Str

ess

Processing Condition

DG Dog-bone Tensile Test

Exp

FEA_WELD

Helius / AME

Heliusの堅牢な溶接強度破壊モデルHelius / AME

フォンミーゼス応力

失敗インデックス

ウェルドサーフェス予測

▪ Moldflow 2019で予測される壊れたウェルドサーフェース:

▪ ウェルドサーフェース強度特性評価の難しさ

▪ 構造FEAの精度が低い

▪ より連続的なウェルドサーフェースを得るための改善

AMI2019 開発

初期ウェルドサーフェスの位置

保圧フロー後のウェルド位置

機械的特性

プロパティ計算の改善とバグフィックス

▪ 問題：等方性マトリックスを使用した特定のグレードで予測される非物理的コンポジット特性▪ 原因：Tandon-Wengソリューションのコンポジット材料の1つのマイナーポアソン比の計算式が間違っています

▪ 修正：正しい数式を再導出して実装しました

▪ 変更：行列分解プロパティと計算されたコンポジットプロパティ

▪ ほとんどのグレードでは変化は小さいと予想されますが、一部のグレードでは行列分解での変化が大きい場合があります

▪ 問題：異方性マトリックス（LCPなど）のアスペクト比の範囲によっては、森田中ソリューションの精度が低い▪ 原因： Mori-Tanakaソリューションの数値積分の精度が低い

▪ 修正: 数値解析の精度と効率性の向上

▪ 変更：ディスク状フィラーに重要、繊維には重要ではない

Moldflow: Midplane, Dual-Domain & 3D

Verification for uni-directional composite with isotropic matrix

(TW and MT should be identical)

繊維破断モデル

▪ フェルプスら*によって提案された壊れない長さ

▪ より合理的な物理モデル

▪ AMI の 3D で既に実装されています2017.3

▪ 次のメジャー AMI リリースでミッドプレーンとデュアル ドメインに実装します

▪ 破断長の非常に小さい変化が予想される

* Phelps, J. H., Abd El-Rahman, A. I., Kunc, V., & Tucker, C. L. (2013). A model for fiber length attrition in injection-molded long-fiber composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 51, 11–21. https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.04.002

繊維長分布

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

0 2 4 6 8

Fib

er

len

gth

we

igh

ted

d

istr

ibu

tio

n

Length (mm)

End-gated plaque PA66 w/ 40% long glass fiber

AMI 2017

Unbreakable length

0%

10%

20%

30%

40%

0 2 4 6 8

Fib

er

len

gth

we

igh

ted

d

istr

ibu

tio

n

Length (mm)

Center-gated plaque pp w/ 40% long glass fiber

AMI 2017

Unbreakable length

熱硬化発泡射出成形

リアクティブマイクロセルラー射出成形&化学(PU)発泡成形

2つの新しいプロセス:

▪ 反応性マイクロセルラー射出成形

▪ 「熱可塑性樹脂マイクロセルラー射出成形」プロセスと同様ですが、熱硬化性材料用である点が異なります。

▪ 化学(PU)発泡成形

▪ PU発泡または一般化学発泡剤反応

▪ 発泡ガスは成形時に発生するため、発泡ガスを発生させる反応が解析時に考慮されます。

▪ また、樹脂の硬化に関する個別の反応解析もあります

Scandium Tech Preview

▪ 射出による初期キャビティ充填：総キャビティ容積の2.5％

▪ 射出終了後:発泡によって行われるキャビティ充填

▪ 初期溶融温度:34°C、金型温度:25C

化学(PU)発泡成形:例1

初期充填 発泡による充填

化学(PU)発泡成形:例2▪ フローフロント進行の実験とシミュレーションの比較

▪ 可変的なキャビティ肉厚

(35 mm: left, 65 mm: right)

Experiment: Mitani et al, 2003

その他のワープの機能強化/プロトタイプ

成形部品アセンブリ ー 取り付け解析

▪ 設計された位置に取り付けられた後の射出成形部品の変形と応力を予測する

▪ アセンブリの結果が、幾何学的寸法と公差の要件を満たすことができるかどうかを確認します

▪ 金型寸法を使用した解析

▪ 金型収縮許容値に従ってアセンブリ拘束を調整します

▪ インドとヨーロッパのユーザーグループミーティングでトップで要求された問題

Courtesy of ChangAn

Automotive

Scandium Tech Preview

取付けの詳細 設計形状と組み立て後サイズからの最終的な幾何学的偏差

成形部品アセンブリ ー 取付け解析

反り形状、アセンブリ考慮なし

Scandium Tech Preview

応力緩和の考慮

▪ 3D異方性熱粘弾性残留応力モデル

▪ 応力緩和(粘弾性)

▪ 長い冷却時間効果:

6秒(左) and 60秒(右)

▪ 突き出し時の液体部分

▪ 固化シーケンス効果

冷却時間 6秒 冷却時間 60秒

Scandium Tech Preview

肉厚収縮スキーム

▪ 金型拘束効果により、肉厚方向の収縮率が面内方向よりも高いことを考慮

▪

Scandium Tech Preview

オーバーモールド部品のインサート/インサートインターフェイスの扱い▪ AMI2019反りは、以下の間の結合インターフェースを考慮します

▪ 1st ショット と インサート

▪ 2nd ショット と インサート

▪ 1st ショット と 2nd ショット

▪ 制限:別々にモデル化されたインサート間の接合界面は適切に処理されませんでした

▪ 制限がなくなりました!

▪ すべてのコンポーネント間の接触が処理されるようになりました

3rd インサート 2nd インサート

1st ショット 1st インサート 2nd ショット

オーバーモールド部品のインサート/インサートインターフェイスの扱い

▪ AMI2019結果:

▪ 1stインサートと2ndインサートは反りに関与していません

：まったく変形していません

▪ インサート間の接着インタフェースを考慮すると、1stインサートと2ndインサートは他のコンポーネントと一緒に変形します!

ソルバー API 拡張機能

Solver API拡張 機能

▪ 既存の機能はユーザーコード化された粘度、PVT、固化およびコアシフトを可能にする

▪ 次のメジャー リリース:

▪ ユーザーが計算した数量の汎用対流を提供します。

▪ 結晶化度など

▪ 繊維配向のユーザー計算

▪ 反りと機械的特性によって使用されます

▪ 各ノードでの粉末濃度結果へのアクセス

▪ 各ノードで平均繊維長の結果にアクセス

▪ 材料識別子にアクセスする

▪ 提案：タイムステップと射出速度/圧力の制御

外部研究者向けのオープンフレームワーク

結晶化度

結晶化による密度変動

例:Nakamura結晶化モデル

外部研究機関とのコラボレーション

外部研究機関とのコラボレーション

▪ コンポジット射出オーバーモールディング (TPRC)

▪ バレルの繊維破損(U of Bradford)

▪ マイクロセルラーフォーム射出成形 (U of Toronto)

▪ 粘度に及ぼす繊維効果(RMIT, Australia)

▪ マイクロチップパネルカプセル化(iNEMI)

▪ 壁面滑り&ファイバー破断(U of Tokyo)

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化学(PU)発泡成形

▪ PU発泡:

▪ ゲル化反応と吹き付け反応を考慮

▪ ゲル化反応(熱硬化)

▪ 吹き付け反応

イソシアネート 水 尿素 二酸化炭素

( ) ( )

−

−=

t

rsrs

tijrsij dT

Ct0

)()( )()

応力緩和考慮

▪ 粘弾性材料モデリング:一般化マクスウェルモデル

▪

▪ 時間ー温度重ね合わせシフト係数Tabulated shift Data, WLF方程式、Arrhenius方程式

3D異方性熱粘弾性残留応力モデル

Scandium Tech Preview

Autodesk Plastics Lab

ラボの改装Arburg 電動射出成形機

材料倉庫(300-400 バッグ)

塗り替え

エアコンのアップグレード

新しいデバイス:熱膨張係数

目的• キャパシティー向上• 1 日あたり最大 3 材料• 流動方向と直行方向 (x4)

状況• メカトロニクス設計・製作• ソフトウェア作成• 使いやすさとパフォーマンス テストが進行

中です

粘度とPVT

▪ 新しいスリットダイ射出成形レオメーター

▪ 圧力依存性測定用の複数圧力センサ

▪ 長繊維材料に適しています

▪ 3代目PVTデバイスの構築

▪ 測定の処理能力を向上させる

▪ 間接膨張計測–既存の Gnomix デバイスと同様

新しいスリットダイ射出成形レオメーターSlit Die

ウェルドサーフェース移動2つのタブゲート試験片

AMI2019 開発