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使い方ガイド

1. シミュレーション対象プロセス(射出成形、鍛造、プレス加工など)を選択する
2. 材料物性値(ポリプロピレン:融点160℃、鋼:密度7850kg/m³など)と初期条件を入力
3. プロセスパラメータ(金型温度、冷却時間、成形圧力)を設定して演算実行
4. 応力分布、温度履歴、冷却曲線などの結果を可視化して検証

具体的な計算例

アルミニウム合金(A6061-T6、E=69GPa)の射出成形金型冷却シミュレーションで、金型温度80℃から20℃への冷却時間を計算。厚さ3mmの製品において、冷却速度5℃/秒での計算結果は冷却時間12分、金型内温度勾配15℃となる。一方、高速冷却(10℃/秒)では7分で完了するが、ヒートチェック発生リスクが増加。

実務での注意点

• 複雑な製品形状では局所的な肉厚差(0.5mm~5mm)により冷却時間が最大30%変動するため、メッシュ分割精度を最小要素サイズ0.2mm以下に設定すること
• 材料の非線形特性(高分子材料の粘性流動、金属の降伏応力の温度依存性)を無視すると予測誤差が50%超となる場合があり、材料データシート値の確認が必須
• 冷却水の流量(10~50L/分)と温度管理により製品の残留応力が大きく変わり、金型寿命が数万ショットから数十万ショットに変動する