材料測定詳細と解析精度 Dec.17.2013

材料測定詳細と解析精度
Dec.17.2013
© 2013 Autodesk
＜概要＞
１、
詳細ご紹介
：材料測定ラボ）
２、材料選択による解析結果差
３、成形時配向差による製品強度解析結果の違い
４、
結晶化解析用データ測定
５、まとめ
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解析精度に影響を与える要因

Material Data
材料データ


Component Modeling
Solver Technology

Process Conditions
解析精度を左右する重要な要因の一つ
AMPL
（Autodesk Moldflow Plastics Laboratories）
詳細ご紹介
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AMPL （Autodesk Moldflow Plastics Laboratories）
Material Testing Laboratories

Material properties drive simulation accuracy
（材料物性が解析精度を決める）

Testing focused on injection molding simulation
（射出成形解析向けに特化した材料試験）

World leading testing technologies
（世界の材料試験テクノロジーをリードする技術力）

Services for material suppliers and users
（材料サプライヤー様・ユーザー様向けの測定サービス）

Product validation
（試験結果の妥当性検証）
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Labs Snapshot








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Testing for injection molding simulation
（射出成形解析向けに特化した材料測定試験）
Most comprehensive range of tests
（広い試験適用範囲）
Injection molding rheometry
（射出成形による粘度測定）
25+ years testing experience
（25年を超える試験実施経験）
Two world leading laboratories
（世界をリードする2か所のラボ）
Industry trained laboratory technicians
（熟練の試験技術者）
Database of over 8900 materials
（8900を超える公開登録材料データ）
Complete service
（弊社社内完結した完全なサービスご提供）
材料測定試験実施内容例
（熱可塑性樹脂
グループテスト）


（充填・保圧）


（充填・保圧・収縮）

（充填・保圧・収縮・反り）
Melbourne and Ithaca, NY Laboratories
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Fully Equipped Materials Laboratory
Mechanical
Measurements
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Thermal
Measurements
Thermo / Mechanical
Properties
Injection Molding Machines
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Injection Molding Rheology
Injection molding processing history – excellent for
engineering thermoplastics
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Thermocouple Sensor
Capillary
Flow Restrictor
Pressure sensor
Injection Molding Machine Technology
True Material
Processing History
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Experienced
Polymer Technicians
Real-Time Process
Monitoring
Mechanical Sample Molds
• Mechanical plaques
molded in both Labs
• Full range of thermoplastic
materials molded
• Previously difficult to obtain
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Precision CNC Machining of Samples
Machined:
•in flow direction
•in transverse direction
•at 45 degrees
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Focus on mechanical properties
• Elastic Modulus, Shear
Modulus, Poisson’s Ratio
• Multiple Samples for each
measurement
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Mechanical Testing
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Shrinkage Measurement
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
A state-of-the-art measurement
system is used to establish the
shrinkage measurements

The raw data gathered from the
instrument is used to establish
the shrinkage model
材料選択による解析結果差
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Autodesk Simulation Moldflow 成形材料物性値と解析精度の相関
＜解析精度決定要因＞
材料選択による解析結果差
＜使用材料＞
- PP
A材 : Glass Fiber 20%
B材 : Glass Fiber 30%
基材（PP）：同一
Glass Fiber 配合率のみ異なる
材料特性値の違い
（
比熱
）
熱伝導率
（
）
材
比熱
温度（℃）
材
熱伝導率
Glass Fiber配合率 10%差 ： 特に熱特性値に差
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温度（℃）
Autodesk Simulation Moldflow 成形材料物性値と解析精度の相関
＜解析精度決定要因＞ 材料選択による解析結果差
突出し時の体積収縮
材
材
配合率
熱伝導率
（
）
熱伝導率
配合率
材
材
最大で
約
の差異
配合率
材料の
熱伝導率が低い
（冷えにくい）
物性差＝解析精度差
→ 精度の良い材料データが必要
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温度（℃）
Autodesk Simulation Moldflow 成形材料物性値と解析精度の相関
＜解析精度決定要因＞ 素材から各種パラメータを測定・解析データ化
●Moldflow専用
材料データ測定ラボ
・オーストラリア
（メルボルン）
・アメリカ
（イサカ）
送付
お客様ご提供の素材
●測定データ
・粘度データ（Viscosity）
・PVT（圧力-体積-温度）データ
・熱伝導率 （Thermal Conductivity）
・比熱 （Specific Heat）
・転移温度 （Transition Temperature）
・突出し温度 （Ejection Temperature）
・収縮データ （Shrinkage）
・機械的物性（Mechanical Properties）
弊社ラボにて測定実施
●弊社・材料測定試験実施のメリット
・射出成形に特化した手法でMoldflow専用の材料データを作成。
●Moldflow専任技術者による測定作業/データ処理
自動化による誤差最小化＋熟練技術者のノウハウ適用を両立
解析結果（圧力）比較
●ソフトウエア開発チームとの共同作業
Moldflow解析に最適な測定手法・データ作成を実現
ご提供素材からMoldflow用・高精度材料データを作成
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成形時配向差による製品強度解析結果の違い
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Autodesk Simulation Moldflow 成形時配向差による製品強度の違い
＜解析対象モデル＞ Dustpan（塵取り）
Y軸・回転方向自由
Dustpan 塵取り
強度計算条件
１、等方性材料として
２、成形条件①考慮
３、成形条件②考慮（①との差異：ゲート位置）
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Autodesk Simulation Moldflow 成形時配向差による製品強度の違い
＜解析対象モデル＞ Dustpan（塵取り）
１、「等方性」として強度計算
Y軸・回転方向自由
強度計算条件
応力分布（von Mises)
等方性材料として強度計算
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Autodesk Simulation Moldflow 成形時配向差による製品強度の違い
＜解析対象モデル＞ Dustpan（塵取り）
Moldflowの計算結果を利用（配向差・材料の繊維方向を考慮）
条件①
条件②
射出位置
射出位置
充填時間
繊維配向
テンソル
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ゲート位置の違い
成形条件：推奨値
Autodesk Simulation Moldflow 成形時配向差による製品強度の違い
Moldflowの計算結果を利用（配向差・材料の繊維方向を考慮）
条件①
条件②
応力分布
（von Mises)
「等方性」で計算
同一材料でも配向差により
発生応力に大きな違い
「材料物性」＋「配向差」等の条件考慮が重要
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Crystallization
結晶化解析用データ測定
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※結晶化測定試験実施条件
①
（充填・保圧・収縮・反り 解析用データ）との同時ご発注が必須となります。
現状、単独でのご発注はお受けしておりません。
解析結果、実機検証結果のご提供等、実施条件にご同意いただける場合、
測定試験を承ります。現状結晶化の測定費用は無償対応です。
（
は有償となります）
②現状の測定能力 ：
ケース 月
同時に多数のご要望をいただいた場合、納品までお待ちいただく可能性が高くなります。
③フィードバック
以下のようなデータのご提供をお願いいたします。
※成形時の圧力履歴比較結果（解析結果、実機成形結果）
解析結果は結晶化データ 有、無の両方
※成形品の収縮状況（解析結果、実機測定結果）
材料測定試験
解析結果は結晶化データ 有、無の両方
： MPL-150
Autodesk Moldflow Filling, Packing, Shrinkage and Warpage
(充填/保圧/収縮データ/反り)
Includes: 内容
・pvTデータ
・せん断粘度
・比熱
・熱伝導率
・金型検証
・収縮データ
・CTE及び機械的特性
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結晶化解析計算結果例（結晶配向係数）
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結晶配向係数結果 ： 流動方向を基準とした結晶配向性を評価
値 はランダム結晶配向性を示します。
値 は流動方向にある完全結晶配向性を示します。
値
は流動方向に対して垂直な結晶配向性を示します。
まとめ
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※成形材料データ
・解析精度を左右する重要な要因の一つ
→ 使用される材料データの使用を推奨します。
※より高精度な解析のために
・成形解析、成形解析結果を利用した連成解析を実現するため
射出成形の特性を考慮した材料データの作成・ご利用をお勧めします。
※データ入手方法
①
登録済み公開データからの選択
②材料メーカー様からの非公開データの入手
③弊社・材料測定サービスのご活用
● 同等材 データのご利用
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