複合材料プレス成形解析3D TIMON® -
CompositePRESS®

FRP材を用いたプレス成形を
強力にサポート

3D TIMON® - CompositePRESS®は、不連続長繊維を含有したFRP材料(熱可塑性材料GMT、LFT-G、LFT-D)や熱硬化性材料(SMC、BMC材料)を圧縮成形する際のプロセスをシミュレーションし、型締め力や剛性(異方性物性)、そり変形の状況などを予測するソフトウェアです。

お客様の課題

不適切な材料配置から充填不足やショートショットが発生。
設計段階で不具合を避けられないか?

圧縮成形は複合材を使用した成形方法の一種です。 強度や耐衝撃性にすぐれた製品の大量生産に向き、金型も安価で製造できることから広く普及しています。しかし、充填時の材料配置が不適切だと、次のような問題が発生します。

  • アンバランスな充填となり、ショートショットが発生する
  • 型締め力が高くなり、バリが発生する
  • 強度が必要な部位にウェルドラインが形成される
  • 十分な剛性が得られない
こんなことでお困りではありませんか?
適切な初期基材の配置が難しい。
ショートショットが発生したりウェルドラインができてしまう
FRP材料を使うと
リブ部分などで充填不足が発生。

こんな不具合こそ設計段階で防げないか?

メリット

充填時に生じるさまざまな課題を事前に予測。
手戻り防止や設備のダウンサイジングにも貢献します。

  • プレス機のダウンサイジングに貢献
  • 基材配置の最適化を行うことで、型締め力を低減。プレス機のダウンサイジングに貢献します。
  • 充填バランスの予測
  • 基材位置変更前:

    基材の配置が悪く充填バランスが悪い

    基材位置変更前

    基材配置変更後:

    適切な充填バランスが得られ、型締め力が低減

    基材配置変更後

  • 型締力の予測

    プレス時間に対する必要型締力が大きい場合、充填バランスが崩れ、余分の力が必要となっている可能性が高い。これを確認することで、バランスのいい充填が行われているかを読み取ることができる

    型締力比較

    基材配置の変更により、型締力は変更前の50%程度に

  • 繊維の充填不足が生じにくい設計を実現
  • 10mmを超える長繊維の配向予測を高精度で実現。圧縮充填時の充填不足を回避できます。
  • 繊維長20mmの材料の圧縮充填時の繊維長表示

    リブの肉厚が薄すぎると先端まで材料が届かず、充填不足の原因に。最適な肉厚に調整することで不具合を解消できる

    リブ肉厚2mm:
    リブ中間以降繊維未充填

    リブ肉厚4mm:
    リブ先端付近まで繊維が充填

機能・特徴

DFS(Direct Fiber Simulation)により長繊維の繊維配向を精度よく予測

複合材の圧縮成形に用いられる材料は、高い剛性を得るため、一般的に連続長繊維もしくは不連続長繊維が含有されています(繊維強化樹脂:FRP)。このうち不連続繊維では、その長さが10mmを超えるなど、成形品の肉厚を大きく上回るものが使用されているケースが少なくありません。こうしたケースでは、繊維の配向予測で「繊維が受ける流速は長さ方向に一定である」とする従来の予測式(Advani-Tuckerなど)を使うことができません。

3DTIMON® - CompsoitePRESS®では、独自開発の予測式「DFS(Direct Fiber Simulation)」を導入することで、高精度な配向予測を実現しています。

リブ部の繊維配向

実際の成形結果(左)と比べ、ほぼそん色ないシミュレーション(右)を実現

実際の成形結果(上)と比べ、ほぼそん色ないシミュレーション(下)を実現

  • 成形結果

    成形結果

  • DFSによる配向予測

    DFSによる配向予測

DFSの特徴

  • 繊維をビーム要素でモデル化
  • 流動中の繊維の移動・変形挙動を直接計算
  • 繊維長や繊維密度分布の確認が容易
  • 異なる長さの繊維の定義が可能
  • 繊維をビーム要素でモデル化

    繊維をビーム要素でモデル化

  • 繊維をビーム要素でモデル化

  • 繊維挙動を直接計算

  • 繊維長の確認が容易。異なる長さの繊維定義も可能

サポート

  • サポートデスクを通じて、不明な点に対する回答をご提供します。
  • 担当技術者がお客様での課題解決に向け、ご相談をお受けいたします。
  • 解析に必要な材料特性の測定サービスをご提供します。(有償)

3D TIMON® - CompsoitePRESS®の製品紹介資料をダウンロードいただけます。

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課題解決をサポートします。

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