CES EduPack の はじめ方

CES EduPack の
はじめ方
Professor Mike Ashby
Department of Engineering
University of Cambridge
This Getting Started Guide is part of a set of open access teaching resources created by Mike Ashby to help introduce students to materials, processes and rational selection.
The Teaching Resources website aims to support teaching of materials-related courses in Design, Engineering and Science.
Resources come in various formats and are aimed primarily at undergraduate education. Some like this are open access.
M.F. Ashby
www.grantadesign.com/education/resources
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CES EduPack のはじめ方
CES EduPack のはじめ方
この冊子の課題をたどれば CES EduPack の使い方をマスターできます．
利用方法の詳細はソフトのヘルプ(Help)機能でご確認ください．
CES EduPack の概要
CES EduPack には，以下に示す 3 つのレベルのデータベースが用意されています．
範囲
内容
レベル 1
特に使用頻度の高い約 70 種類の材料：金属，ポリ
マー，セラミクス，複合材料，発泡体および天然
材料のクラスから抽出されたもの．
約 70 種類の使用頻度の高いプロセス．
一般的な製品と典型的な用途で使用されている材料について
の解説と画像，そして，機械的，熱的および電気的な特性デ
ータで，その範囲は限定されるが必要に応じてランクを設
定．
レベル 2
特に使用頻度の高い約 100 種類の材料．ごく一般
的に利用されている約 110 種類のプロセス．
レベル１のすべての内容に対し，数値データ，デザインのガ
イドライン，環境特性および技術ノートをより幅広く補足．
レベル 3
データベースは 3750 種類を超える材料に対応し，
そこにはレベル 1 と 2 のデータが含まれる．航空
宇宙，ポリマー，建築，バイオおよびエコデザイ
ンに対する専門分野のエディションで利用可能．
全材料に対する広範な数値データが含まれているので，CES
EduPack システムの全機能を利用することが可能．
ソフトの起動時にデータベースのレベルを選択します．ここではレベル 1 を選びます．
各レベルのデータベースには，複数のデータテーブル (Data Table) が含まれています．
主要なデータテーブルは，MaterialUniverse (材料)と ProcessUniverse (プロセス)です．
いずれのレベルでも，以下の操作で必要なデータを入手することができます．
• 閲覧(Browse)
レコード情報を階層型データベースから入手
• 検索(Search)
レコード情報を全テキスト検索で入手
• 選定(Select)
複数のデザイン条件を満たすレコードを強力なソフトウエアで選定
これらの他にも別のやり方が CES EduPack には用意されています．しかし，初心者は上記の操作法で十分です．
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1
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閲覧(Browse)と検索 (Search)
CES EduPack Levels 1 の初期状態では，テーブル(Table)が MaterialUniverse でサブセット(Subset)が Edu Level １です．
File
Edit
View
Browse
Table:
Subset:
Select
Search
Tools
Window
Select
課題 1：材料の閲覧(Browse)
•
ステンレススチール(Stainless Steel)のレコードを探せ
•
コンクリート(Concrete)のレコードを探せ
MaterialUniverse
•
ポリプロピレン(Polypropylene)のレコードを探せ
Edu Level 1
•
レベル 2 でポリプロピレン(Polypropylene)のレコードを探せ
•
ポリプロピレン(Polypropylene)の成形プロセス(Shaping)を，レコード
表示画面の下部にある Links 機能を用いて ProcessUniverse から探せ
MaterialUniverse
+
Ceramics and glasses
+
Hybrids: composites etc
+
Metals and alloys
+
Polymers and elastomers
課題 2：プロセスの閲覧(Browse)
File
データベースを Level 2 に変更．(Browse の状態で Change をク
リックし，データベース Level 2 を選択)
テーブル：ProcessUniverse，サブセット：Edu level 2 All processes
で閲覧
• 射出成形(Injection Moulding)のレコードを探せ
• ダイキャスト(Die Casting)プロセスが可能な材料を，High Pressure
Die Casting のレコード表示画面の下部にある Links 機能を用いて
View
Browse
Select
Search
Table:
ProcessUniverse
Subset:
Edu Level 2
• 表面レーザ焼入れ(Laser Surface Hardening)のレコードを探せ
• 金属摩擦溶接(Friction Welding-Metals)のレコードを探せ
Edit
Tools
Window
Select
ProcessUniverse
+
Joining
+
Shaping
+
Surface treatment
MaterialUniverse から探せ
課題 3：検索(Search)機能
• 材料：ポリラクチド(Polylactide)を検索
• 切削ツール(Cutting Tools)用の材料を検索
• プロセス：RTM を検索
• 自動車 (Automotive) 用材料(ポリマーとセラミック以外のもの)
を検索
• 材料：ポリプロピレン(Polypropylene)を検索
(次のページに示すのは，材料とプロセスに関するレコードの一例です)
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2
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材料データのレコード例: ポリプロピレン(Polypropylene)
プロセスデータのレコード例: 射出成形(Injection Molding)
Polypropylene (PP) (CH2-CH(CH3))n
Injection molding
Polypropylene, PP, first produced commercially in 1958, is the younger
brother of polyethylene - a very similar molecule with similar price,
processing methods and application. Like PE it is produced in very large
quantities (more than 30 million tons per year in 2000), growing at nearly
10% per year, and like PE its molecule-lengths and side-branches can be
tailored by clever catalysis, giving precise control of impact strength, and of
the properties that influence molding and drawing. In its pure form
polypropylene is flammable and degrades in sunlight. Fire retardants make it
slow to burn and stabilizers give it extreme stability, both to UV radiation and
to fresh and salt water and most aqueous solutions.
No other process has changed product design more than INJECTION
MOLDING. Injection molded products appear in every sector of product
design: consumer products, business, industrial, computers, communication,
medical and research products, toys, cosmetic packaging and sports
equipment. The most common equipment for molding thermoplastics is the
reciprocating screw machine, shown schematically in the figure. Polymer
granules are fed into a spiral press where they mix and soften to a dough-like
consistency that can be forced through one or more channels (‘sprues’) into
the die. The polymer solidifies under pressure and the component is then
ejected.
Thermoplastics, thermosets and elastomers can all be injection molded. Coinjection allows molding of components with different materials, colors and
features. Injection foam molding allows economical production of large
molded components by using inert gas or chemical blowing agents to make
components that have a solid skin and a cellular inner structure.
General properties
Density
Price
890
* 1.89
- 910
- 2.07
kg/m^3
USD/kg
-
GPa
GPa
GPa
Mechanical properties
Young’s modulus
Shear modulus
Bulk modulus
Poisson’s ratio
Yield strength (elastic limit)
Tensile strength
Compressive strength
Elongation
Hardness - Vickers
Fatigue strength at 10^7 cycles
Fracture toughness
Mechanical loss coefficient
0.896
0.316
2.5
0.405
20.7
27.6
25.1
100
6.2
11
3
0.0258
Thermal properties
Melting point
Glass temperature
Maximum service temperature
Minimum service temperature
Thermal conductor or insulator?
Thermal conductivity
Specific heat capacity
Thermal expansion coefficient
150
- 175
-25.15 - -15.15
100
- 115
-123
- -73.2
Good insulator
0.113 - 0.167
1.87e3 - 1.96e3
122
- 180
1.55
0.548
2.6
0.427
37.2
41.4
55.2
600
11.2
16.6
4.5
0.0446
MPa
MPa
MPa
%
HV
MPa
MPa.m^0.5
°C
°C
°C
°C
W/m.°C
J/kg.°C
µstrain/°C
Design guidelines
Standard grade PP is inexpensive, light and ductile but it has low strength. It is more rigid than PE and can be used at
higher temperatures. The properties of PP are similar to those of HDPE but it is stiffer and melts at a higher temperature
(165 - 170 C). Stiffness and strength can be improved further by reinforcing with glass, chalk or talc. When drawn to fiber
PP has exceptional strength and resilience; this, together with its resistance to water, makes it attractive for ropes and
fabric. It is more easily molded than PE, has good transparency and can accept a wider, more vivid range of colors. PP is
commonly produced as sheet, moldings fibers or it can be foamed. Advances in catalysis promise new co-polymers of PP
with more attractive combinations of toughness, stability and ease of processing. Mono-filaments fibers have high
abrasion resistance and are almost twice as strong as PE fibers. Multi-filament yarn or rope does not absorb water, will
float on water and dyes easily.
Technical notes
The many different grades of polypropylene fall into three basic groups: homopolymers (polypropylene, with a range of
molecular weights and thus properties), co-polymers (made by co-Polymerization of propylene with other olefines such as
ethylene, butylene or styrene) and composites (polypropylene reinforced with mica, talc, glass powder or fibers) that are
stiffer and better able to resist heat than simple polypropylenes.
Typical uses
Ropes, general polymer engineering, automobile air ducting, parcel shelving and air-cleaners, garden furniture, washing
machine tank, wet-cell battery cases, pipes and pipe fittings, beer bottle crates, chair shells, capacitor dielectrics, cable
insulation, kitchen kettles, car bumpers, shatter proof glasses, crates, suitcases, artificial turf, thermal underwear.
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Shape
Circular prismatic
Non-circular prismatic
Solid 3-D
Hollow 3-D
True
True
True
True
Physical attributes
Mass range
Range of section thickness
Tolerance
Roughness
Surface roughness (A=v. smooth)
0.001
0.4
0.07
0.2
A
Process characteristics
Primary shaping processes
Discrete
True
True
Economic attributes
Relative tooling cost
Relative equipment cost
Economic batch size (units)
very high
high
10000 - 1e6
-
25
6.3
1
1.6
kg
mm
mm
µm
Design guidelines
Injection molding is the best way to mass-produce small, precise, polymer components with complex shapes. The surface
finish is good; texture and pattern can be easily altered in the tool, and fine detail reproduces well. Decorative labels can be
molded onto the surface of the component (see In-mold Decoration). The only finishing operation is the removal of the
sprue.
Technical notes
Most thermoplastics can be injection molded, although those with high melting temperatures (e.g. PTFE) are difficult.
Thermoplastic-based composites (short fiber and particulate filled) can be processed providing the filler-loading is not too
large. Large changes in section area are not recommended. Small re-entrant angles and complex shapes are possible,
though some features (e.g. undercuts, screw threads, inserts) may result in increased tooling costs. The process may also
be used with thermosets and elastomers. The most common equipment for molding thermoplastics is the reciprocating
screw machine, shown schematically in the figure. Polymer granules are fed into a spiral press where they mix and soften
to a dough-like consistency that can be forced through one or more channels (‘sprues’) into the die. The polymer solidifies
under pressure and the component is then ejected.
Typical uses
Extremely varied. Housings, containers, covers, knobs, tool handles, plumbing fittings, lenses, etc.
The economics
Capital cost are medium to high, tooling costs are usually high - making injection molding economic only for large batch
sizes. Production rate can be high particularly for small moldings. Multi-cavity molds are often used. Prototype moldings
can be made using single cavity molds of cheaper materials. Typical products. Housings, containers, covers, knobs, tool
handles, plumbing fittings, lenses.
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3
CES EduPack のはじめ方
特性チャート(Property Charts)
課題 4：特性チャート(Property Charts)の作成
• Select をクリックし，Select from で MaterialUniverse: Edu level 2 を選択
•
Browse
Graph 機能でヤング率(Young’s Modulus- E)の棒グラフ(Bar Chart)を作成せよ
Select
1. Selection data
(X 軸 は <None>で，Y 軸を Young’s modulus に設定)
(材料 Bar のクリックでそのラベルを表示，ダブルクリックで
Edu Level 2: Materials
そのレコードを閲覧．ラベルはクリック＆ドラッグで
移動でき，その削除はクリックして DEL キー)
2. Selection Stages
Graph
•
Search
X-axis
Limit
Tree
ヤング率(Young’s Modulus- E)と密度(Density - ρ)に関するバブルチャート
(Bubble Chart)を作成せよ
(X 軸と Y 軸をそれぞれの特性に設定，デフォルトは対数目盛)
(ラベルの移動と削除については，棒グラフと同様の操作)
Y-axis
List of properties
ƒ Density
ƒ Yield strength
ƒ Young’s modulus
ƒ etc.
作成したステージ(Stage)を削除 （Stage 1 アイコンを右クリックして Delete を選択）
100
Tungsten carbides
A bar chart
Low alloy steel
Concrete
Young's modulus (GPa)
A bubble chart
Hardwood: oak, along grain
Plyw ood
Polystyrene (PS)
Brick
Polypropylene (PP)
Softwood: pine, along grain
ABS
0.1
Aluminum alloys
Magnesium alloys
Polyester
10
Polyethylene (PE)
EVA
10
Softwood: pine, along grain
Titanium alloys
Acrylic, PMMA
Metal foam
1
Lead alloys
PTFE
0.1
Rigid Polymer Foam (LD)
Polypropylene (PP) Polyethylene (PE)
EVA
0.01
0.01
Polyurethane
Polyisoprene rubber (IIR)
0.001
Tungsten alloys
Boron carbide
100
Copper
Nickel
1
Low alloy steel
1000
Tungsten alloys
Titanium alloys
Young's modulus (GPa)
1000
Silicone elastomers (SI, Q)
Polyisoprene rubber (IIR)
0.001
Polychloroprene (Neoprene, CR)
Flexible Polymer Foam (LD)
Butyl rubber (IIR)
Polychloroprene (Neoprene, CR)
Flexible Polymer Foam (VLD)
1e-4
100
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1000
Density (kg/m^3)
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10000
4
CES EduPack のはじめ方
限界(Limit)の指定による選定
課題 5：限界(Limit)指定による材料選定
•
Select – Limit 機能を用いて以下の条件を満たす材料を選定せよ
最高使用温度(Max. Service Temperature)：
200 °C が最小
Browse
Search
Select
Search web
1. Selection data
A Limit stage
Edu Level 2: Materials
熱伝導率(Thermal Conductivity)：
25 W/m.°C が最小
Mechanical properties
2. Selection Stages
電気の伝導体(Electrical Conductor)
あるいは絶縁体(Insulator)：
Graph
Limit
Tree
良絶縁体(Good insulator)
Thermal properties
Min.
Max. service temperature
200
Thermal conductivity
Max
25
W/m.°C
J/kg.°C
Specific heat
Results
Ranking
X out of 95 pass Prop 1
(上記の条件を適切に指定し，最後に Apply をクリック)
(Level 2 での結果: aluminum nitride, alumina, silicon nitride)
作成したステージを削除
Prop 2
Material 1
2230
113
Material 2
2100
300
Material 3
1950
5.6
Material 4
1876
47
°C
Electrical properties
Electrical conductor
or insulator?
Good
Good conductor
conductor
Poor
Poor conductor
conductor
Semiconductor
Semiconductor
Poor
Poor insulator
insulator
Good insulator
etc...
Limit
guidance
bars
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5
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グラフ(Graph)による選定
課題 6：グラフ(Graph)ステージによる材料選定
•
降伏強さ(Yield Strength - σy)の棒グラフ(Bar Chart)を作成せよ
•
ボックス選択(Box Selection)を用いて降伏強さの高い材料を選べ
(アイコン
•
Search
Browse
Select
Search web
1. Selection data
Edu Level 2: Materials
をクリックし，ドラッグ＆リリースでボックスを作成)
2. Selection Stages
続いて，バブルチャート(Bubble Chart)作成のために X 軸を密度(Density - ρ)に設定せよ
Graph
(Stage 1 のアイコンをハイライトして Edit をクリック，あるいは X 軸を
Limit
Tree
ダブルクリックして編集)
Results
Ranking
•
ボックス選択(Box Selection)を用い，降伏強さが高くて密度の低い材料を選べ
X out of 95 pass Prop 1
•
ライン選択(Line Selection)を用い，比強度(specific strength - σy/ρ)が高い材料を選べ(ア
Material 1
2230
113
Material 2
2100
300
Material 3
1950
5.6
Material 4
1876
47
イコン をクリックして勾配(slope)を指定(１とする)．画面の適当な位置で をクリ
ックしてラインを描く．ラインの上部あるいは下部の領域を で選択．この場合，上
部領域の方が比強度が高い．比強度の高い材料が最後の 3 種となるまで，ライン上で
をクリック＆ドラッグしてラインを上方に移動．
h
t
g
n
e
rt
s
d
l
e
i
Y
Prop 2
Bar chart
h
t
g
n
e
rt
s
d
l
e
i
Y
Box
selection
Bubble chart
Line
selection
etc...
Density
(Level 2 での結果: CFRP (isotropic), Titanium alloys, Magnesium alloys)
作成したステージを削除
Aluminum alloys
Titanium alloys
Selection box
1000
GFRP
Yield strength (elastic limit) (MPa)
Silica glass
Epoxies
100
Phenolics
Polypropylene (PP)
Lead alloys
CFRP
Nickel
10
Hardwood:
oak, across grain
Cast Magnesium alloys
Cast Aluminum alloys
Polystyrene (PS)
CFRP (isotropic)
1000
Cork
ABS
Neoprene
1
Concrete
Yield strength (elastic limit) (MPa)
Low alloy steel
Low carbon steel
Selection line,
slope 1
Low alloy steel
Titanium alloys
Nickel
Magnesium alloys
Polyurethane
100
Softwood: pine, along grain
10
Rigid Polymer Foam (HD)
Sandstone
Lead alloys
1
Butyl rubber (IIR)
Concrete
Cork
0.1
0.1
Flexible Polymer Foam (LD)
0.01
0.01
Flexible Polymer Foam (VLD)
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100
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1000
Density (kg/m^3)
10000
6
CES EduPack のはじめ方
ツリー(Tree)による選定
課題 7：ツリー(Tree)ステージによる選定
•
型成形(Molding)が可能な材料を選べ
(Tree Stage をクリックし，ボックスで ProcessUniverse を選択．
ツリー構造で Shaping，さらに Molding を選択し，Insert ボタン
Browse
Search
Select
1. Selection data
Search web
Tree stage for material
Edu Level 2: Materials
2. Selection Stages
Graph
Limit
Tree
Material
をクリックして OK)
作成したステージを削除
Results
X out of 95 pass
•
鋼(Steels)の接合が可能なプロセスを選べ
(Selection from ボックスで: ProcessUnverse - Edu Level 2 Joining を選択)
(Tree Stage をクリックし，ボックスで MaterialUniverse を選択．
Material 3
Material 4
etc...
ツリー構造で Metals and alloys，さらに Ferrous を選択し，
Steels
Hybrids
Al alloys
Metals
Cu alloys
Polymers
Ni alloys...
Tree stage for process
Cast
Material 1
Material 2
Ceramics
Process
Join
Deform
Shape
Mold
Surface
Composite
Powder
Prototype
Insert ボタンをクリックして OK)
作成したステージを削除
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7
CES EduPack のはじめ方
ここまで説明してきた選定の方法を統合
課題 8：3 種のステージをすべて使用
Selection from を MaterialUniverse: Edu Level 2 に設定
以下の条件を満たす材料を選べ
• 密度(Density)：
2000 kg/m3 が最大
• 降伏強さ(Yield Strength: Elastic limit)：
60 MPa が最小
• 熱伝導率(Thermal Conductivity)：
10 W/m.°C が最大
(以上の３条件を Limit Stage で指定)
• 型成形(Molding)が可能
(Tree Stage: ProcessUniverse – Shaping – Molding を Insert)
• 結果を価格(Price)でランクづけ
(Graph Stage: 価格(Price)を棒グラフで表示)
(Graph Stage において，ステージのすべての条件を満たしていない材
料の棒は灰色．全ステージに合格した材料をラベル付けで確認．結果
(Results)のウィンドウには，全ステージを通過した材料の一覧が表示)
(得られた結果は安価な順に: PET, PLA, PMMA, …)
Browse
Search
Select
Search web
Stacked stages
1. Selection data
Edu Level 2: Materials
Join
Process
2. Selection Stages
Graph
Limit
Shape
Surface
Tree
Density
Strength
Ranking
X out of 95 pass Prop 1
Max
2000
Modulus
Intersection of all 3 stages
Results
Min
Cast
Deform
Mold
Composite
Powder
Prototype
T-conduction
60
10
Prop 2
Material 1
2230
113
Material 2
2100
300
Material 3
1950
5.6
e
c
ri
P
etc...
課題 9：補足情報の入手方法
(インターネットへの接続が必要)
•
PET のレコードを開き Search Web をクリック
(CES EduPack は，材料 ID を信頼性の高い材料・プロセスの情報源での適合する文字列に
結びつけ，その結果を表示．その情報源には有償と無償のものがある．ASM へのアクセスを推薦）
作成したステージを削除．
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8
CES EduPack のはじめ方
プロセス(Process)の選定
課題 10：プロセス(Processes)の選定
Browse
Selection from を ProcessUniverse: Edu Level 2 Shaping に設定
以下の条件を満たすプロセス(Processes)を探せ
• 形 (Shape)：
Dished sheet
• 質量(Mass)：
10kg が最小で 12 kg が最大
• 断面厚さ(Section Thickness)：
4 mm
• プロセス特性(Process characteristics)：
Primary shaping
• 経済的なバッチサイズ(Economic Batch Size)： 1000 が最小
(上記の 5 条件を限界( Limit)ステージで設定)
• 材料には熱可塑性樹脂(Thermoplastic)を使用
•
(Tree ステージを使用: MaterialUniverse – Polymers and elastomers –
–Polymers – Thermosets を Insert)
Search
Select
Search web
1. Selection data
Edu Level 2: Processes - Shaping
2. Selection Stages
Graph
Limit
Tree
Ceramics
Shape
Dished sheet
9
Material
Physical attributes
10
4
Mass
Section thickness
12
4
Hybrids
Metals
Thermoplastics
Polymers Thermosets
Process characteristics
(結果: compression molding, rotational molding, thermoforming)
Primary shaping
Economic batch size
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9
Economic attributes
1000
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9
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データの保存，コピーおよびレポートの作成
課題 11：選定ステージの結果をプロジェクト(Project)として保存
File
•
Edit
View
etc
View
etc
プロジェクトを保存 (Save)せよ – Word などでファイルを保存する際と同様の操作
(ファイル名とディレクトリを指定；CES EduPack プロジェクトのファイルの
拡張子は “.ces”)
Open Project
Save Project
Print
...
課題 12：CES の出力データをレポートにコピー
File
チャート，各種レコードおよび選定結果のリストについては，Word ドキュメントに
コピー(CTRL-C) ＆ ペースト(CTRL-V) が可能．
•
•
•
•
Edit
Cut
Copy
Paste
チャートをクリックし，ドキュメントに Copy & Paste せよ
結果(Results)ウィンドウに表示された材料をダブルクリックして
レコードを表示し，さらにレコードをクリックして Copy & Paste せよ
結果(Results)ウィンドウをクリックして Copy & Paste せよ
ドキュメントの編集を試みよ
Clipboard
Word
processor
...
(課題３のレコードや課題４と６の選定チャートは，本文書に上記の手順でコピー)
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CES EduPack のはじめ方
環境監査(Eco Audit)
1. 材料，製造および終末
環境監査ツールは，製品がたどる主な 5 段階 (材料，製造，輸送，利用
および使用済み）での使用エネルギーと CO2 の発生量を求めることにより，
どの段階が支配的なのかを明らかにします．これの環境対応型の製品をデ
ザインする際の第一ステップでは，製品の環境フットプリントを低減する
ためのターゲットとすべきパラメータを特定します．
材料，おもな製造プロセスおよび使用済み(end of life) の段階に関する明
細
Quantity
Component name
100
この事例に対する環境監査プロダクトファイル (.prd) は，CES EduPack
の Samples フォルダーに含まれています．
Material
Bottle
Recycle content
PET
MaterialUniverse
Ceramics and glasses
Primary process
Mass (kg)
End of life
0%
Molding
0.04
Recycle
0%
Molding
Landfill
100%
Extrusion
Combust
Hybrids: composites etc
Downcycle
Metals and alloys
課題 13：環境監査プロジェクト
Recycle
Polymers and elastomers
あるブランドのミネラルウォーターは，キャップがポリプロピレ
ン(PP)の 1 リットルペット(PET)ボトルに詰めて販売されています．
ボトルとキャップはそれぞれ 40 と 1 g です．これらを型成形して
水を詰め，フランスアルプスから英国までの間 550 km を 14 ton ト
ラックで輸送の後，2 日間冷蔵して販売しています．なお，ボトル
の寿命は 1 年です．
Re-manufacture
Elastomers
Reuse
Polymers
Thermoplastics
PET
100
Cap
100
Water
PP
0%
Molding
0.001
Combust
1
None
Level 2 データベースを開き，ツールバーの Eco Audit をクリック
Browse
Search
Select
Tools
Eco Audit
2. 輸送
製品の定義(Product Definition)
製造場所(site of manufacture)から販売場所(point of sale)への輸送
Eco Audit Project
Product Definition
Product name:
Compare with…
Stage name
Clear
Open
Save
PET Bottle
Bottling plant to point of sale
Transport type
14 tonne truck
Distance (km)
550
Sea freight
Rail freight
(各ステージで用いる計算の詳細については、見出しのヘルプ アイコン
をクリック)
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14 tonne truck
Air freight – long haul
...
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11
CES EduPack のはじめ方
4. 報告書
3. 利用
Summary chart
製品寿命(product life)と利用場所(location of use)
Product life:
1
Country electricity mix:
years
Energy
United Kingdom
支配的な寿命の段階(life phase)を素早く識別可能．エネ
ルギー使用量や CO2 排出量を確認．
CO2
France
Germany
United Kingdom
...
静的モード(Static mode)
販売場所で製品を冷蔵しておくのに要するエネルギー (100 個のボトル
を 4°C で冷蔵するのに必要な平均電力 = 0.12 kW)
9
Product uses the following energy:
Energy input and output:
Electric to mechanical (electric motors)
Power rating:
0.12
Usage:
2
days per year
Usage:
24
hours per day
(結果：材料が支配的な寿命段階)
kW
•
影響軽減の戦略に対するガイダンスを得るには，サマリーチャート
(Summary chart)にある材料の寿命段階(Material life phase)のバーをクリ
ック
Fossil fuel to thermal, enclosed system
Fossil fuel to electric
Electric to thermal
Detailed report
支配的な段階への主要な寄与が識別できるよう，各寿命
段階での影響の内訳を提供
Electric to mechanical (electric motors)
...
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CES EduPack のはじめ方
課題 14：環境監査の比較
Eco Audit Project
• 環境監査の比較
Product Definition
Compare with…
Clear
Open
Save
(製品定義：Product Definition のページで， Compare with をクリック，
Copy of current product
そして Copy of current product を選択)
New product
Saved product…
• コピーしたデータにおいて，その製品名称(product name)を
PET Bottle (Recycled)に変更
材料の PET に対し
• Recycled content を 35%に変更
Energy
CO2
Copy
Print
最初の寿命エネルギー（EoL: End of life ポテンシャル
を含まない）が 12%減
• “Copy”をクリックしてチャートをコピーし，文書に貼付け
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CES EduPack のはじめ方
課題 15：環境監査プロジェクトにおける製品定義データの保存
環境監査は材料選定とは別種のプロジェクトなので，そのデータは別途保存する必要があります．
Eco Audit Project
Product Definition
•
Compare with…
Clear
Open
Save
製品定義データを保存(Save)せよ – (ファイル名とディレクトリを指定; CES Eco Audit の製品ファイルの拡張子は “.prd”)
課題 16：環境監査報告の作成／保存
Detailed report
Eco Audit Project
Report
Print
Export
Excel
PDF
Word
•
環境監査の報告書を作成せよ
•
報告書を PDF 形式で出力(Export)せよ
(注記: 保存した報告書を閲覧するには Microsoft Excel または PDF リーダが必要)
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CES EduPack のはじめ方
付録
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CES EduPack のはじめ方
CES EduPack のツールバー
Figure A1. CES EduPack の標準ツールバー
Zoom
Add text
Un-zoom
Add envelopes
Delete selection
Result
intersection
Show favorites
Show synthesized records
Box selection
Hide failed
records
Line selection
Show user defined records
Figure A2. CES EduPack のグラフステージでのツールバー
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物理定数 (Physical constants)と単位換算 (conversion of units)
絶対零度：Absolute zero temperature
重力加速度：Acceleration due to gravity, g
アボガドロ数：Avogadro’s number, NA
自然対数の底：Base of natural logarithms, e
ボルツマン定数：Boltzmann’s constant, k
ファラデー定数：Faraday’s constant, F
気体定数：Gas constant, R
プランク定数：Planck’s constant, h
真空中での光の速度：Velocity of light in vacuum, c
STP での理想気体の体積：Volume of perfect gas at STP
角度：Angle, θ
密度：Density, ρ
拡散係数：Diffusion Coefficient, D
エネルギー：Energy, U
力：Force, F
長さ：Length, l
質量：Mass, M
仕事率：Power, P
応力：Stress, σ
比熱：Specific Heat, Cp
応力拡大係数：Stress Intensity, K1c
表面エネルギー：Surface Energy γ
温度：Temperature, T
熱伝導率：Thermal Conductivity λ
体積：Volume, V
粘度：Viscosity, η
1 rad
1 lb/ft3
1cm2/s
右表を参照
1 kgf
1 lbf
1 dyn
1 ft
1 inch
1Å
1 tonne
1 short ton
1 long ton
1 lb mass
右表を参照
右表を参照
1 cal/g.oC
Btu/lb.oF
1 ksi √in
1 erg/cm2
1oF
1 cal/s.cm.oC
1 Btu/h.ft.oF
1 Imperial gall
1 US gall
1 poise
1 lb ft.s
-273.2oC
9.807m/s2
6.022 x 1023
2.718
1.381 x 10-23 J/K
9.648 x 104 C/mol
8.314 J/mol/K
6.626 x 10-34 Js
2.998 x 108 m/s
22.41 x 10-3 m3/mol
57.30o
16.03 kg/m3
1.0 x 10-4m2/s
9.807 N
4.448 N
1.0 x 10-5N
304.8 mm
25.40 mm
0.1 nm
1000 kg
908 kg
1107 kg
0.454 kg
単位換算(Conversion of units) – 応力と圧力* (stress and pressure)
dyn/cm2
lb.in2
1
107
1.45 x 102
MPa
-7
2
bar
long ton/in2
0.102
10
6.48 x 10-2
6.48 x 10-9
703 x 10-4
6.89 x 10-2
4.46 x 10-4
1.42 x 103
1
98.1
63.5 x 10-2
106
14.48
1.02 x 10-2
1
6.48 x 10-3
1.54 x 108
2.24 x 103
1.54
1.54 x 102
1
1
1.45 x 10
lb/in2
6.89 x 10-3
6.89 x 104
1
kgf/mm2
9.81
9.81 x 107
bar
0.10
long ton/ in2
15.44
-5
kgf/mm2
10
10
dyn/cm
1.02 x 10
-8
-6
単位換算(Conversion of units) – エネルギー* (energy)
J
J
erg
1
7
erg
10
cal
4.19
cal
10
-7
0.239
1
2.39 x 10
4.19 x 107
-19
1.60 x 10
eV
-12
-8
1
3.38 x 10
Btu
6.24 x 10
18
6.24 x 10
11
ft lbf
-4
0.738
-11
7.38 x 10-8
9.48 x 10
9.48 x 10
2.61 x 1019
3.97 x 10-3
3.09
1
1.52 x 10-22
1.18 x 10-19
-20
eV
1.60 x 10
Btu
1.06 x 103
1.06 x 1010
2.52 x 102
6.59 x 1021
1
7.78 x 102
ft lbf
1.36
1.36 x 107
0.324
8.46 x 1018
1.29 x 10-3
1
単位換算(Conversion of units) –仕事率* (power)
kW (kJ/s)
kW (kJ/s)
o
4.188 kJ/kg. C
4.187 kg/kg.oC
1.10 MN/m3/2
1 mJ/m2
0.556K
418.8 W/m.oC
1.731 W/m.oC
4.546 x 10-3m3
3.785 x 10-3m3
0.1 N.s/m2
0.1517 N.s/m2
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MPa
erg/s
1
10
-10
erg/s
10
-10
1
hp
ft lbf/s
7.38 x 102
1.34
1.34 x 10
-10
7.38 x 10-8
hp
7.46 x 10-1
7.46 x 109
1
15.50 x 102
Ft lbf/s
1.36 x 10-3
1.36 x 107
1.82 x 10-3
1
* 第 1 列の各単位を第 1 行に示す個別の単位に換算する場合には，該当する単位の下
に表示されている値を乗じます．たとえば，MPa と bar の変換には 1MPa = 10 bar の関
係を用います．
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