製品設計

ゴムの流動解析の手法

~流動解析を行うことでわかること~

流動解析といえば、樹脂の射出成形解析が一般的です。

Autodesk社の『Moldflow』、CoreTech System社の『Moldex3D』、また東レエンジニアリングDソリューションズ社の『3D TIMON』などが有名です。金型内部に射出された樹脂の流れ、ウェルド位置、繊維配向、反り変形などをシミュレーションします。

射出成形解析以外にもさまざな特殊成形解析に対応しており、金型製作前に、成形不良を事前予測し、出戻り回数を削減したり、金型製作後の成形不良の原因調査・対策に活用されます。


樹脂の流動解析と同様に、ゴムの射出成形工程をシミュレーションすることができます。

金型内部のゴム流動の可視化はもちろん、金型熱温度分布履歴の可視化、製品の加硫度分布予測などが可能です。

弊社では、Sigma Engineering社(ドイツ)の流動解析ソフト「SIGMASOFT」を導入しています。

「SIGMASOFT(ゴム・エラストマーモジュール)」は、射出成形だけではなく、注入成形、圧縮(直圧)成形のシミュレーション機能も備えており、ゴム成形の幅広いシーンに活用できます。

主な解析機能:充填解析、加硫度分布解析、保圧解析、金型熱分布解析、脱型後解析、変形解析、連続成形解析

 3次元CADモデル(製品、金型等)、成形条件(充填時間、加硫時間、材料温度、金型温度、ヒーター等設定)、材料データ(加硫曲線、粘度曲線、熱伝導率、比重、熱容量、機械的特性等)などが必要となります。

アウトプットイメージを動画にて紹介します。

Ⅰ.充填解析例(射出成形)

  • ブッシュ成形時の材料の流れ

    マテリアルトレース機能:各射出ゲートから異なる色で射出し、各ゲート間の材料融合部を明確化

Ⅲ.金型熱分布解析例

Ⅱ.加硫度分布解析例

  • ブッシュの加硫度履歴

    熱履歴による加硫状況を確認

Ⅱ.加硫度分布解析例

Ⅲ.金型熱分布解析例

  • 金型昇温時の熱履歴

    ヒーターで加熱した金型の温度状況を評価
Ⅲ.金型熱分布解析例

Ⅳ.圧縮成形解析例

  • Oリング成形時の材料の流れ

    未加硫ゴムをセット、圧縮させた場合の材料の流れを確認
Ⅰ.充填解析例(射出成形)

基本的には、一般的なCAE解析と同様なシミュレーションプロセスにて解析が可能です。

Oリングの解析を例にして、具体的な解析方法、計算結果について紹介します。

①製品形状、金型形状をデータ化します。(図1)

図1

②形状データをメッシュ化させます。(図2)

図2

③成形条件(材料、充填時間、加硫時間、金型温度 等)を入力します。

④上記のような手順で情報を入力し、計算させます。

充填結果(図3)

図3

温度分布結果(図4)

図4

加硫度分布結果(図5)

図5

 成形工程における不具合要因の予測・対策をコンピューター上で行うことで、 実機でのトライアンドエラー回数の削減が見込めます。

\ゴムの100年企業がお答えします/

ゴムに関するお困りごと大歓迎です!  お問い合わせ・ご相談