【金型テクノラボ】オートフォームジャパンロバスト性の高いシミュレーション技術

2021年10月21日

技術・新商品

製品の開発サイクルが短くなる中、シミュレーション技術に注目が集まっている。不具合を事前に予測でき、部品や金型の短納期化やコスト削減を実現できるからだ。中でも、量産時のパラメータ変動を考慮したシミュレーション手法であるREM（ロバスト・エンジニアリング・モデル）は従来の手法に比べ、精度や信頼性が高い。REMを取り入れた「AutoForm REMパッケージ」について解説する。

量産時のばらつきを考慮

REMは材料や条件のバラつきなど量産現場でのパラメータの変動を考慮したシミュレーション手法。従来の「シングル・シミュレーション」に比べ、シミュレーション精度や信頼性を向上させることができる。

このREMを取り入れたシミュレーションソフトウェアが「AutoForm REMパッケージ」だ。REMを実現するための複数のソフトウェアや、REMを理解しソフトウェアを使用可能にするトレーニング、そしてREMを実際の業務運用に乗せるための技術サポートを組み合わせたパッケージで提供する。単に考え方を示すだけでなく、顧客とともに実行し、一緒に結果に向かいながら顧客独自で実施できるまで支援する。

3つのコンセプトで信頼性を向上

「AutoForm REMパッケージ」は3つのコンセプトによって、シミュレーションの信頼度を大幅に向上させ、プレス部品やプレス金型の設計から製造にかかわるコスト削減、リードタイム削減を実現し、シミュレーションが生み出す価値を向上する。その3つというのが「パレートチャートによるエンジニアリング工数と現象の再現性」、「AutoForm正確度指標」、「デジタル・プロセス・ツイン」だ。

エンジニアリング工数と現象の再現性

成形シミュレーションは、バーチャル空間でのトライアウトのこと。実現象を再現するために必要な材料挙動やトライボロジーなどの物理モデルとともに金型形状やプレスマシンの動作を可能な限り再現する必要がある。

そのため、エンジニアリング工数と現象の再現性を見極め、影響度の高い因子と付加的な因子を区別して、より重要な因子に集中して正確性の確保を行うことが重要となる。パレートチャート【図1】を使うことで、シミュレーションで考慮されるべき要素を正確に決定することができる。

正確度指標による検証

考慮される要素に加え、入力情報も正確でなければ信頼性の高いシミュレーションは実現しない。「AutoForm正確度指標」【図2】は材料モデル・材料特性、トライボロジー、シミュレーション（計算）パラメータ、工程パラメータ、形状、金型動作、不具合判定基準が現実で再現できる設定値であるか（事後検証であれば、再現されているか）を確認し、シミュレーション設定の正確度を判定ができる。

さらに、材料や加工条件のばらつきを考慮することで、安定性が高くシミュレーションの再現性を高めることができる。

デジタルと現実の融合

どんなに正確なシミュレーションを行っても、それが現実のトライ工程で再現されないと、エンジニアリングの価値は減少することになる。シミュレーションで実際のトライアウトを正確に再現したデータをデジタルマスターとして現実のプロセスに反映し、正確に実際のトライアウトで再現する。材料、潤滑、加工条件、金型形状、金型動作、成形パネルの流入量といったものがすべて忠実に再現されているかを確認する「デジタル・プロセス・ツイン」によって、シミュレーションの信頼度を飛躍的に高めることができる。【図3】

「AutoForm REMパッケージ」は、「トライアウト回数を削減したい」「量産時の不具合に困っている」「シミュレーション精度を改善したい」といった困りごとや課題の解決に大きく貢献することができる。より詳細な技術的な解説やユーザー事例はホームページやブログにて紹介している（QRコードよりアクセス可能）。