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Autodesk ® Moldflow ® Insight 2011 検証レポート 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測 概要 このドキュメントでは、Autodesk Moldflow Insight 2011 3D 流体ソルバによるウェルド ラインの解析結果を検 証します。2010 リリース当時、3D(メッシュ)解析のウエルドライン解析結果は、Autodesk Moldflow Adviser のみ 対応していました。(Autodesk Moldflow Insight 未対応) しかし、Autodesk Moldflow Insight 2011 では、3D 析のウェルド ラインの解析結果を、熱可塑性樹脂の射出成形とオーバーモールド、ガスアシスト射出成形、熱硬 化成形、マイクロチップ封止成形、アンダーフィル などのあらゆる プロセスで使用できるようになりました。 また、 アルゴリズムも改良され、Autodesk Moldflow Insight 2011 (および Autodesk Moldflow Adviser 2011)の解析に よる 3D ウェルド ラインの解析結果は概して Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 よりも向上しています。 このレポートでは、Autodesk Moldflow Insight 2011 の解析による解析結果の例を紹介し、可能なものについて Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の解析結果と比較します。 ウェルド ラインの計算 2 つのメルト フロントが小さな角度(たとえば 135 度やそれ以下)で合流する場合は、ウェルド ラインが形成されま す。 この「会合角」の定義については図 1 を参照してください。 Autodesk Moldflow Insight 2011 ではウェルド ラインの計算方法にさまざまな改良が加えられ、実際には生じな いウェルド ラインが予測されたり正しいウェルド ラインを予測できないといった問題が低減されています。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ラインの解析結果 を比較する際は、両リリースのフローフロント流動の予測方法の違いに注意が必要です。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 では流体体積(VOF: Volume of Fluid)法が、Autodesk Moldflow Insight 2011 ではレ ベル セット法が使用されています (詳細は、「Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるフロー ロント流動予測」検証レポートを参照してください)次のセクションでは、Autodesk Moldflow Insight 2011 でのウェルド ラインの計算結果の例(および Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 との比較例)をいくつか紹介します。

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Autodesk® Moldflow® Insight 2011 検証レポート

3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

概要 このドキュメントでは、Autodesk Moldflow Insight 2011 の 3D 流体ソルバによるウェルド ラインの解析結果を検

証します。2010 リリース当時、3D(メッシュ)解析のウエルドライン解析結果は、Autodesk Moldflow Adviser のみ

対応していました。(Autodesk Moldflow Insight 未対応) しかし、Autodesk Moldflow Insight 2011 では、3D 解

析のウェルド ラインの解析結果を、熱可塑性樹脂の射出成形とオーバーモールド、ガスアシスト射出成形、熱硬

化成形、マイクロチップ封止成形、アンダーフィル などのあらゆる プロセスで使用できるようになりました。 また、

アルゴリズムも改良され、Autodesk Moldflow Insight 2011 (および Autodesk Moldflow Adviser 2011)の解析に

よる 3D ウェルド ラインの解析結果は概して Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 よりも向上しています。

このレポートでは、Autodesk Moldflow Insight 2011 の解析による解析結果の例を紹介し、可能なものについて

は Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の解析結果と比較します。

ウェルド ラインの計算 2 つのメルト フロントが小さな角度(たとえば 135 度やそれ以下)で合流する場合は、ウェルド ラインが形成されま

す。 この「会合角」の定義については図 1 を参照してください。

Autodesk Moldflow Insight 2011 ではウェルド ラインの計算方法にさまざまな改良が加えられ、実際には生じな

いウェルド ラインが予測されたり正しいウェルド ラインを予測できないといった問題が低減されています。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 と Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ラインの解析結果

を比較する際は、両リリースのフローフロント流動の予測方法の違いに注意が必要です。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 では流体体積(VOF: Volume of Fluid)法が、Autodesk Moldflow Insight 2011 ではレ

ベル セット法が使用されています (詳細は、「Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるフロー フロント流動予測」検証レポートを参照してください)。

次のセクションでは、Autodesk Moldflow Insight 2011 でのウェルド ラインの計算結果の例(および Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 との比較例)をいくつか紹介します。

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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図 1: 2 つのメルト フロントが合流する角度 ϴ を「会合角」と呼びます。

テスト ケース ここでは 5 つのケースを紹介します。そのうち 4 つは熱可塑性樹脂の射出成形プロセス、1 つはアンダーフィル封

止プロセスの例です。 熱可塑性樹脂射出成形の例については、Autodesk Moldflow Insight 2011 の解析結果と Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の解析結果を比較しています。

例: マウス

図 2 から分かるように、充填時間のプロットは Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 も Autodesk Moldflow Insight 2011 もほぼ同じです。 図 3 はそれぞれのウェルド ラインのプロットを示しています。この例では、

Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 でも Autodesk Moldflow Insight 2011 でも正しいウェルド ラインを

すべて予測できています。 ただし、Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 ではいくつか実際には生じない

ウェルド ラインが予測されています。一方の Autodesk Moldflow Insight 2011 では、実際には生じないウェルド ラインはほとんど予測されていません。

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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(a)

(b)

図 2: マウスの例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の充填時間プロット(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 の充填時間プロット(b)

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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(a)

(b)

図 3: マウスの例 : Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 で計算されたウェルド ライン(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 で計算されたウェルド ライン(b)

例: Demo 4

図 4 は、Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 と Autodesk Moldflow Insight 2011 で計算された充填時

間のプロットを示しています。充填時間に若干差が出たのは、前述したフロー フロント流動の予測方法の違いが

原因です。

図 5 はそれぞれのウェルド ラインのプロットです。この例の場合は、射出位置がパーツの中央付近であることに

注目してください。 また、左中央の四角部分は周りよりも厚みが少なくなっています。 このくぼみで流動速度が遅く

なり、その結果、ウェルド ラインが生じます。 さらに、穴の裏側に 3 つ、大きなウェルド ラインが発生することが予

想されます。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 も Autodesk Moldflow Insight 2011 も、正しいウェル

ド ラインはすべて予測できています。 ただし、Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 は実際には生じない

ウェルド ラインも多数予測しています。 Autodesk Moldflow Insight 2011 では、実際には生じないウェルド ライン

はほとんど予測されていません。

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(a)

(b)

図 4: Demo4 の例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の充填時間プロット(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 の充填時間プロット(b)

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(a)

(b)

図 5: Demo4 の例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 のウェルド ラインのプロット(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ラインのプロット(b)

例: ピース マーク

この例では、Autodesk Moldflow Insight 2011 の充填時間プロット(3 段階)を実験結果と比較しています(図 6~8)。ウェルド ラインを正確に予測するためには、フロー フロントの形状を正確に予測できなければなりません。 図を見ると分かるように、実験結果とシミュレーション結果はほぼ一致しています。

Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 と Autodesk Moldflow Insight 2011 で計算された充填時間プロッ

ト(図 9)には、ほとんど差がありません。 図 10 はそれぞれのウェルド ラインのプロットです。この例の場合は、メ

ルト フロントが小さい角度で合流する箇所に 4 つのウェルド ラインが生じることが予想されます。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 はそのうちの 3 つは予測していますが、残りの 1 つは予測できていません。

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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また、実際には生じないウェルド ラインがいくつか予測されています。 一方の Autodesk Moldflow Insight 2011 は 4 つすべてを予測できており、実際には生じないウェルド ラインは 1 つだけ、しかも小さいものです。

(a)

(b)

図 6: ピース マークの例: ショート ショットの実験結果(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 の第 1 段階の

シミュレーション結果(b)

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(a)

(b)

図 7: ピース マークの例: ショート ショットの実験結果(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 の第 2 段階の

シミュレーション結果(b)

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(a)

(b)

図 8: ピース マークの例: ショート ショットの実験結果(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 の第 3 段階の

シミュレーション結果(b)

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(a)

(b)

図 9: ピース マークの例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の充填時間プロット(a)と Autodesk

Moldflow Insight 2011 の充填時間プロット(b)

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(a)

(b)

図 10: ピース マークの例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 のウェルド ラインのプロット(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ラインのプロット(b)

例: ボックス

この例の射出位置はボックスの 4 隅付近です。 充填時間のプロットは Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 も Autodesk Moldflow Insight 2011 もほぼ同じです(図 11)。

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図 12 は、Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 と Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ライン

のプロットを比較したものです。流動パターンから、4 箇所から射出されたメルト フロントが合流する部分に沿って 4 つのウェルド ラインが生じることが予想されます。 Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 はそのうちの 3 つは予測していますが、残りの 1 つを予測できていません。 Autodesk Moldflow Insight 2011 は 4 つすべてを

正しく予測しています。

(a)

(b)

図 11: ボックス の例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 の充填時間プロット(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 の充填時間プロット(b)

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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(a)

(b)

図 12: ボックスの例: Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 のウェルド ラインのプロット(a)と Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ラインのプロット(b)

例: アンダーフィル封止

Autodesk Moldflow Insight 2011 で計算された充填時間とウェルド ラインのプロットは図 13、図 14 のとおりです。

この例の場合は、それぞれの穴の裏側に 1 つずつウェルド ラインが生じます。 ウェルド ラインのプロットを見ると

分かるように、Autodesk Moldflow Insight 2011 は正しいウェルド ラインをほとんど予測できています。

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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図 13: アンダーフィル封止の例: Autodesk Moldflow Insight 2011 の充填時間プロット

図 14: アンダーフィル封止の例: Autodesk Moldflow Insight 2011 のウェルド ラインのプロット

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Autodesk Moldflow Insight 2011: 3D 流体ソルバによるウェルド ライン予測

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改訂日: 2011 年 7 月 1 日

© 2011 Autodesk, Inc. All rights reserved.

この出版物のすべて、または本書の一部は、Autodesk, Inc. の許可がある場合を除き、いかなる形式、方法、目的でも複製することはできないものとします。

商標

Autodesk、Moldflow は、米国および/またはその他の国々における、Autodesk, Inc. の登録商標または商標です。その他のすべてのブランド名、製品名、または商標は、それぞれの所有者に帰属します。その他のすべてのブランド名、製品名、または商標は、それぞれの所有者に帰属します。オートデスクは、通知を行うことなくいつでも該当製品およびサービスの提供、機能および価格を変更する権利を留保し、本書中の誤植または図表の誤りについて責任を負いません。

免責事項

オートデスクは、この出版物および出版物に含まれる情報を「現状

有姿」で提供し、 これらのマテリアルについて、商品性および特定目

的適合性に関する黙示的保証を含む(ただしこれに限定されない)、

一切の明示的または黙示的保証を行わないものとします。

結果のまとめ

ここで紹介した例からも分かるように、Autodesk Moldflow Insight 2011 は Autodesk Moldflow Adviser 2010 Release 2 と比べて実際には生じないウェルド ラインが予測される確率が減り、正しいウェルド ラインをより多く予

測できるようになっています。