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三光合成株式会社様導入事例 構造解析受託サービスを利用して高機能な樹脂部品を開発


各種の機能性部品の軽量化やコスト低減を目的として、樹脂を使った機能部品が増えてきました。それとともに、様々な特性を有する樹脂の構造強度の解析ニーズが高まっています。樹脂成形品の製造、金型設計・製造および成形加工技術を開発している三光合成株式会社は、日本総研ソリューションズが衝撃・構造解析系CAE(※1)ソフト「LS-DYNA」を使って提供する解析受託サービスを活用し、開発期間の短縮や金型製作コストの効率化を実現しています。是近孝二・三光合成株式会社 オート内外装社副社長にCAE技術の活用の現状と有用性についてお話をうかがいました。

ベストミニマムな設計を実現


LS-DYNAによる解析受託サービスを利用した理由は、どのようなものですか。

三光合成株式会社 オート内外装社 副社長 是近 孝二氏是近副社長:
当社の中でCAE業務の一環として、樹脂による機能部品の開発にともなう事前検討(シミュレーション)の重要性が高まってきていることがあります。
ご承知のとおり樹脂成形品は、その軽量性とコストの安さから、あらゆる分野で幅広く利用されています。当社でも、自動車のインストルメント・パネルやセンターコンソール、複写機のトナーカートリッジや機構部品、さらに住設機器やエアコン、家電製品などの部品を提供しています。
しかし、樹脂には引っ張り速度に応じて降伏応力が変化する「ひずみ速度依存性」や温度が低くなると割れやすくなるなどといった「温度依存性」、成形品では一方向には強く別方向には弱い「異方性」などといった特質があります。しかもそれらの特質は、線形方程式として単純に定式化できない「非線形性」を有しているのです。
このため樹脂の複雑な挙動を詳細に把握するのは困難であり、ユーザーの安全に密接に絡む部品では、生死に係わる問題となるために樹脂化に踏み切れない分野が多く残されています。
そこでCAEによる解析を利用すれば非線形性や異方性を考慮した事前検討が可能になり、開発や設計工程を合理的かつ効率的なものに改められます。CAEの活用でベストミニマムな設計を実現したいと考えました。

負荷に対する予測の困難さが思わぬコスト増につながったりしていたのですね。

是近副社長:
そうです。樹脂の機能部品を開発しようとしても材料のもつ非線形性のために予測が難しく、結果的にトライ・アンド・エラ−の繰り返しとなって、金型の試作費がかさんだり、開発期間が延びてしまうケースが少なくありませんでした。また強度的な安全率を大きめに見込まざるをえず、これも製作コストを押し上げる要因となっています。
実際、試作段階で大丈夫だと判断し、量産金型を作り、成形品を生み出してから試験や評価をすると、結局は使えない、ということが何度もありました。金型の改造、作り直しが何度も必要なケースが多く、トライ・アンド・エラ−では開発効率の改善には限界があったのです。

※1 CAE=Computer Aided Engineering。コンピューター技術を利用して製品の設計や製造について事前に解析、シミュレーションを行うこと。

エアバッグ用樹脂部品の開発に解析を活用→

(2008年8月取材)


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