積層造形

積層造形(3Dプリンティング)

ほんの数年前まで、積層造形(アディティブマニュファクチャリング)は、ラピッドプロトタイピングや科学研究、あるいは最先端のエンジニアリングプロジェクトでのみ使用される道具にすぎませんでした。それが今や、本生産のための技術として多くの注目を集めています。積層造形は、部品を製造するための積層法として重要なだけでなく、状況に応じたツーリング製作にも不可欠です。Altairのソフトウェアでできることは、独自の試作品製作だけに留まりません。ロバストなシミュレーションツールチェーンを使って、製造工程設計をサポートすることも可能です。

トポロジー最適化

トポロジー最適化

積層造形(AM)の美学ともいえる独特の有機的な形状は、トポロジー最適化と呼ばれるプロセスにおいて生成されます。3Dプリンティングとトポロジー最適化を組み合わせることで、従来の製造手法ではまず製造不可能な非常に複雑な構造を作成できるため、設計の自由度とクリエイティビティが格段に広がり、軽さと剛性を併せ持つユニークで高性能な設計を生み出すことができます。トポロジー最適化の先駆的ツールAltair OptiStruct™で、革新的かつ軽量で構造的に効率の良い形状を生成することができます。

Simulation-driven Design

Simulation-driven Design

“Simulation-driven Design(シミュレーション主導の設計)”とは、設計開発過程の後半で検証のためにCAEを用いる従来のプロセスから脱却し、最初にCAEを使って発想を得て、モノづくりの変革を起こす、というものです。経験と勘だけに頼らず、強度、軽量化、共振などの技術課題を最初から考慮し、トポロジー最適化でカタチを発想することで、はじめから適切な設計案を作ることができ、作業期間の短縮、手戻りの削減が可能な真のフロントローディングを実現できます。

積層造形技術のユーザー事例やウェビナーなどの資料一覧

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生産技術シミュレーション

生産技術シミュレーション

積層造形用モデルの解析・最適化Altair Inspire Print3Dは、材料使用量、プリント時間、後処理を低減し、開発や積層造形のコスト削減を可能にするツールです。高速かつ正確なツールセットで、レーザー溶融法(SLM)部品の設計と製造プロセスをシミュレーションできます。プロセスや設計のどの部分を変更すれば製造効率を高められるかを素早く把握し、そうした変更を施したパートや支持構造の形状を、主要な3Dプリント準備ソフトウェアにエクスポートすることができます。Inspire Print3Dなら、部品をプリントする前に変形、層間剥離、過熱といった潜在的な問題を特定して修正することも簡単です。

従来の製造法に積層造形のツーリングを導入する場合: 積層造形を前提として部品を設計することが理にかなっていない場合でも、ツーリングには適しているかもしれません。積層造形法は近年、治具や固定具に加え、コア、鋳型、金型の製作に積極的に採用されています。製作時間を圧縮すればリードタイムの短縮につながりますし、積層造形ならツーリングの実物を保管しておく必要もありません。Altairのツールでは、多様な製造法をシミュレーションすることができます。

エレガントなソリューション

エレガントなソリューション

幅広い適用分野OptiStructのトポロジー最適化では、予想される荷重、利用可能な設計空間、材料、コストなどの設計パラメーターを加味した最適な構造が生成されます。設計プロセスの初期段階で導入すれば、質量の最小化と剛性の最大化を両立した設計を実現できます。トポロジー最適化なら、従来の製造法だけでなく積層造形における最適な材料分布を求め、設計を比較検討することが可能です。

開発初期段階で活用するメリットOptiStructの新たな活用方法を実現したAltair Inspire™では、トポロジー最適化を適用する段階をさらに早めることができます。どちらのツールでも、対称パターン、抜き方向、空洞回避、オーバーハング角度、押出などの複数の製造性制約条件を考慮できます。トポロジー最適化を活用すれば、迅速な設計探索、開発プロセスの生産性の向上、部品統合の可能性の見極めなどが可能になります。

性能の向上

性能の向上

ラティス構造: 3Dプリントがユニークである理由は、ラティス構造として認知されているごく小さなセルで構成され、複雑な外形形状を持つ中空の立体物を製造できる能力にあります。現行のOptiStructでは、トポロジー最適化が強化されたことにより、ソリッド構造とラティス構造を組み合わせることができます。ラティス構造については、引っ張り、圧縮、せん断、曲げ、ねじりに対する剛性や疲労寿命を検証できます。

熱効率: AcuSolveHyperStudyにより性能を改良できた例として、油圧バルブブロック、タービンブレード、熱交換器、コンフォーマル冷却チャンネルの付いた射出成形の金型などがあります。モデルのパラメーター化は、Altair HyperMesh™のモーフィングテクノロジーによりシミュレーションモデル内で直接実行できます。このアプローチにより、シミュレーションのリードタイムを最小限に抑え、設計案を素早く評価するとともに、自動最適化プロセスによってイノベーションを押し進めることができます。