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designing with engineered plastics

エンジニアリングプラスチックによる設計

エンジニアリングプラスチックは、複雑な部品の軽量化とコスト要件を満たすために、設計の自由度を向上させます。 高品質のプラスチック材料は、迅速かつ大量に生産できますが、個々の製品要件に合わせて材料を調整するには、全体的なシミュレーションが必要です。 アルテアは、革新的なプラスチック部品を迅速かつ確実に製造するための、エンジニアリングプラスチックの総合的なソリューションを提供しています。

プラスチックのバリューチェーンへの持続可能性の設計

プラスチックが形になる

プラスチックエンジニアリングのバリューチェーンを変革して、パフォーマンスを最適化し、二酸化炭素排出量を最小限に抑え、競争力を高めるソリューションを開発するためのステップバイステップのガイド。

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デジタル化による持続可能性と気候保護

デジタル化への投資は成功への投資を意味し、プラスチック業界は開発プロセス以降の強力なツールを必要としています。 アルテアの幅広く強力なテクノロジーポートフォリオは持続可能な製品設計を可能にし、組織がプラスチックのバリューチェーンを変革し、業界の持続可能性と気候変動防止の目標の達成するのに役立ちます。 また、次のような組織にも役立ちます。

  • 代替材料
  • リサイクル材使用率の向上
  • 二酸化炭素排出量の削減

Shape optimization of plastic parts

プラスチック部品の最適化

完成したコンポーネントの性能を検証するためにシミュレーションがよく使用されますが、部品の形状が想定と異なる場合、たとえ最良の材料であっても性能の損失を防ぐことはできません。 最新の材料は、稼働中に生じる応力やひずみに耐えるように設計された最適な部品形状と組み合わせることで、その性能を最大限に発揮します。

トポロジー最適化では、最も効果的な材料配置と負荷経路を決定することで、理想的な部品を設計します。 開発の下流段階では、形状最適化により寸法の調整をし、局所的な材料効果を考慮し、コンポーネント設計を改善できます。


最適化の詳細

A box with an arrow on top

マスタープロセスに依存する材料挙動

最新の熱可塑性プラスチック部品の開発では、企業は製造プロセス、部品形状、材料を統合したシミュレーションアプローチで検討することが求められます。

短繊維のガラスや炭素で強化されたプラスチックは、射出成形時の繊維の配向によって、異方性の特性を持ちます。 最新の最適化手法は、シミュレーションでプラスチックの典型的な特性を考慮した正確な材料モデルによって、部品の設計と開発をサポートします。


デジタル材料の開発

Design optimization of machine part

性能と製造性のバランスを取る

シミュレーションにより、製造プロセスパラメータの変更がコンポーネントの材料の挙動にどのような影響を与えるかについて、より深い洞察が得られます。

最新の射出成形により、設計プロセス中に部品の製造可能性を確保し製品の品質管理を可能にします。 エンジニアは、形状、フィット感、機能を最適化しながら、部品の設計を分析および変更できます。

アルテアの製造シミュレーションツールを使用すると、金型とフィードシステムの設計、単一および複数キャビティのファミリ金型のレイアウトを分析できます。 また、スプルー、ランナー、ゲートの位置を改善して繊維配向に影響を与え、ウェルドラインによる弱体化を回避できます。

射出成形シミュレーション

包括的な二酸化炭素排出量の評価と削減技術のデモンストレーター

記事を読む
Manufacturing process of Jet Engine

正確なパフォーマンス予測

製造プロセスをどのように考慮できますか?


最終的な材料は製造中に「作成」され、最終的な特性とそのすべてのバリエーションも同様に作成されます。 アルテアの統合されたシミュレーション主導の設計アプローチは、機械的性能の予測を向上させるために、プラスチック部品の射出成形から始まります。 最新の射出成形シミュレーションを基礎として、部品の各点における異方性繊維配向分布が機械部品の対応する領域に適応されます。 これは、異方性、非線形性、ひずみ速度依存性、引張圧縮非対称性、破壊性能、温度依存性などのプラスチックに特有の特性を構造解析で考慮する新しい材料特性表現によって提供されます。

効率的な材料モデリング

Altair® Multiscale Designer®は、妥当な計算コストでマクロなFEA表現で繊維強化材料のミクロな効果を捉えることにより、精度を向上させます。 射出成形時の繊維配向に基づいて、機械的特性の異方性も統合シミュレーション手法により表現されます。

プラスチック内の単一繊維の3Dモデル、繊維とプラスチック材料の可塑性と損傷の法則、プラスチック内の繊維の統計的分布を組み合わせることで、強化プラスチックの挙動を正確にとらえることができます。 部品全体の繊維配向分布は、射出成形プロセスの事前解析によって得ることができます。 Multiscale Designerの材料モデルは、Altair® OptiStruct®およびAltair® Radioss®だけでなく、ABAQUS、Ansys、LS-DynaなどのサードパーティFEAソルバーの陰解法および陽解法の解析でも使用できます。

Fatigue Prediction of Plastic Parts

破損を予測する

プラスチック部品は、圧縮時と引張時で挙動が大きく異なります。 特性は非線形弾性でひずみ速度に依存し、周期的な荷重により発熱や軟化を生じる可能性があります。 同じことが繊維方向に沿った荷重と繊維方向に垂直な荷重にも当てはまります。プラスチックの破壊は異方性も考慮が必要です。 こうした特徴から、プラスチックに合わせた破損の特別なモデリングが必要です。

プラスチック部品の疲労予測も設計プロセスには重要で、局所的な部品強度、多軸性、経年劣化、状態、温度、負荷時間などの要因を考慮する必要があります。 PART Engineering社のS-Life Plasticsは、プラスチック部品の短期、長期の疲労評価を実施します。

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Design process of Plastic Simulation

シームレスな設計プロセス

アルテアは、射出成形部品の開発全体にオープンなプロセスを提供します。 材料モデリングにマルチスケールテクノロジーを使用することで、精度の高井い結果が得られます。 必要なシミュレーションステップはすべて、アルテアの特許取得済みのライセンスシステムを使用し、Altair One™内のアルテアツールを使用して実行できます。 射出成形または構造評価のための独自のソリューションをシームレスに統合できます。 また、アルテアのワークフローは、Moldflow、Moldex3D、Abaqus、LS-Dyna、Ansysなどによる既存のプロセスとインターフェースをサポートしシームレスに統合します。

Altair Oneを探索する
A photograph of a segmented tray containing hundreds of small, brightly colored polymeric dye plastic pellets.

CAMPUS®プラスチックデータベース

Altair GmbHは、厳格な国際規格に準拠した世界で最も成功したプラスチック材料データベースである、Computer Aided Material Preselection by Uniform Standards(CAMPUS)の公式ソフトウェアサプライヤーです。

CAMPUSは、国際規格に従って測定された真に比較可能な材料データを独占的に提供する唯一のデータベースです。 関連するすべてのカテゴリの値や、エンジニアリングデータ、耐薬品性、経年劣化特性を含む広範なカーブデータ、強力な検索および比較機能、10か国語でのデータシート印刷機能など、貴重な材料データを提供します。

CAMPUSはChemie Wirtschaftsförderungsgesellschaft mbH(CWFG)(フランクフルト/マイン)の登録商標です。

CAMPUSのウェブサイトにアクセス

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