有限要素解析

FEA

容器案の机上シミュレーションで金型設計を最適化

Uniloyの強度なら、天井荷重による圧潰を防止できます。

応力を解析する数学的手法である有限要素解析は、幾何学的物理学の幅広い問題に対し、近似ソリューションを見いだせる極めて強力なアプローチの1つです。 有限要素解析法で比較的よく発生する問題の1つは、容器に関する問題で、天井荷重です。 天井荷重は、容器を押し潰し、変形させる力で、肉厚、中空・中実の別、材質など、さまざまな変数によって変わります。

この業界では、天井荷重を予測して、最終性能を改善します。 グラフィック式FEAソフトウェアを使用すると、まず構築中のモデルが画面に表示され、解析後には荷重条件に対する対象物の反応が表示されます。 これから導かれる結果:

・製品発売までの開発期間の短縮

・結果の事前把握

・別の設計、別の材料の条件出し

・実材料を使った試行錯誤を削減

・容器の軽量化

・性能の改善

プロセス

この方式を使用し、新しい設計または既存容器の改良の要件に従うと、容器の上部取付部に発生し得る脆弱性や現在の欠陥を識別できます。

当社の設計チームが、お客様のコンセプト段階の容器設計、または既存の設計をPro-Engineer 3-Dで解析します。 お客様の仕様に従って決められた応力条件に基づき、目的の容器を検討します。 仕様は目的の容器が使用される実環境を模して設定されます。 定義された検査条件に従って、Uniloyのソフトウェアで製品挙動を解析すると、実際の結果に近い結果を導出できます。 Uniloyの技術者が、ソフトウェアのシミュレーション結果から想定される結果を比較し、最も良い上部取付性能を得られる選択肢を提案します。 提案する選択肢は、基本的設計基準、履歴データ、既存条件によって変わります。 設計目的の外観を維持しつつ、形状や材料の配分を若干変更し、容器の上部取付性能が改善されるように対象容器を微調整します。

最適化の結果は、画面のほか、立体を成形する社内印刷機で作製した3D試作品でも確認できます。 ユニットのキャビティ設計と製造に加え、改良型容器を当社ラボ内の装置で製造することもできます。 このオプションで、対象容器をUniloyの上部取付装置にかけ、シミュレーションの正確度を確認します。

価格設定

Uniloyのソフトウェアによる容器の天井荷重の評価は、次の2つのカテゴリーに分かれます。 1) さらに高い性能または改良が必要な既存容器。 既存容器については、Uniloyのラボで現物の天井荷重強度を検査し、本質的評価も行います。

また、

2)未評価の容器設計案。 新規または提案された容器は、単体評価サービスでも、Uniloyが設計する容器に対する付加サービスでも評価します。

両方の場合に含まれるサービス内容: 

  • UniloyのCADシステムを使用した3Dモデルの作成(モデルをインポートして使用することもできますが、以下の見積価格に料金が上乗せされる可能性があります)
  • Pro-Mechanicaを使用した天井荷重解析と応力検査
  • 把握しやすく図表で表示される、容器の反応のシミュレーション結果
  • 最高の性能を引き出し、設計意図を維持できる推奨改良案
  • ユニット加工が注文されている場合は追加検査

Uniloy製加工機器の結果は、Uniloyのラボの検査でも確認できます。 Uniloyのサービスには、初期検査、提案した変更を加味した2次評価の2種類があります。 追加のシミュレーションも承ります。

  • 既存の容器モデルに対するFEA評価

    (納期は1~2週間)

  • 新規または提案した容器に対するFEA評価

    (納期は2~3週間)

  • Uniloyが提供する金型パッケージに含まれる新規または提案した容器に対するFEA評価

    (納期は2~3週間)

  • 以上のパッケージのいずれかに追加して購入されたFEA評価結果1件分

    (納期は1~2週間)

上述のとおり、追加の作業が必要となった輸入モデルについては、それぞれの事情を勘案し、追加料金を見積もります。 立体を成形する社内印刷機で作製した3D試作品、ユニットのキャビティ設計と製造、ラボの装置を使用した検査は(上述のとおり)すべて提供できます。ご要望に応じて、別途見積もりを作成します。

まとめ

この事前投資が、下流プロセスでの容器案を成功させるためであっても、不具合のある既存容器を改善するためであっても、当社の天井荷重評価プロセスによって容器性能を向上させ、お客様のプロセスの信頼性を高めます。 Uniloyの専門技術を利用すれば、予測から宛て推量を排除して、対象容器が検査時に示す反応を予測できます。