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DMG Summit 2019
Moldflowでのフローライン予測
Kenneth Pang
概要
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一部の部品、特にグレー/シルバー色の部品に顕著なフローラインが見られます
▪
品質可否の判断は見る角度、距離、照明の影響を受ける為主観的です
課題
▪
Moldflowはウェルドラインを正確かつ確実に予測しますが、現状のすべての
フローラインを示す結果はありません
▪
2014ブレークスルー 充填時間コンタープロットは、フローラインを予測するた
めの代替指標として使用できます
違いはありますか？関連理論
I. ファウンテンフロー II. 断面での速度とせん断速度 III. 分子配向に対するせん断速度の影響調査結果
IV. メタリック顔料 V. フローラインの形成 A. V型メルトフロント B. ウェルドラインの下流 VI. ウェルドラインとフローラインの違い VII.フローラインのその他の原因アジェンダ
推奨プラクティス
ガイドライン
ケーススタディ
今後の作業
I. ファウンテンフロー
o 溶融プラスチックがどのように金型に充填されるのかを説明します o 断面の中心にある分子は、フローフロントに到達し、フローフロントに沿って金型壁面に到達し、 冷却されて固化層を形成します関連理論
金型壁面 固化層 フローフロント ファウンテンフロー 溶融プラスチックFigure 1. Fountain Flow. Adapted from ‘Learning Autodesk Moldflow Insight Basic – Theory & Concepts,’ 2010, San Rafael, CA: Autodesk, Inc, p. 390.
II. 断面での速度とせん断速度
関連理論
o 断面の中央にあるプラスチックは最も速い速度で動いています o 固化層の近くでは、速度が低く、せん断速度が高い o せん断速度はせん断の方向の単位距離当たりの速度変化、すなわち速度勾配を意 味します（単位は1/s：秒の逆数）速度プロファイル
せん断速度プロファイル
Figure 2 & 3 Cross Sectional Velocity and Shear Rate Profiles. Adapted from ‘Learning Autodesk Moldflow Insight Basic – Theory
関連理論
III. 顔料配向に対するせん断速度の影響
o せん断速度が速いと、ポリマーの成分に高いせん断応力が発生します. フィラー、添加 剤、顔料などが流れ方向に引き伸ばされます. o 流れの方向に平行に配向した顔料は、意図した色と外観を示します ファウンテンフロー アルミニウム フレーク顔料 メルトフロント 熱伝達 固化層調査結果
IV. メタリック顔料
o プラスチック製造業で使用される3つの一般的なタイプのメタリック顔料： A. フラットフレーク – コーンフレークに似ています B. レンチキュラーフレーク – 平らな楕円に似ている C. 球 – 明るい表面の小さなボールに似ています o アルミニウムの平らなフレークは、顕著なフローラインを引き起こしますFigure 4. Pigment Flake, Lenticular Flake and Pigment Sphere. Adapted from ‘Product Data and Selection Guide’ 2008, Tamaqua, PA: Silberline p. 5 & 6
わずかに凹凸のある表面。
より多くの光を反射するため、光沢があります。 角のある側面。
V. フローラインの形成
A. V型メルトフロント 顔料の衝突が凹みで発生し、 不良を引き起こす 顔料の移動方向調査結果
乱れのない顔料の配向 乱れた顔料の配向 反射光線 光源からの光線 表面が明るく 見える 表面が暗く 見える調査結果
V. フローラインの形成（続き）
o 検証: DC62 Cleanerhead Housing
調査結果
V. フローラインの形成（続き）
B. ウェルドラインの下流 o ウェルドラインは、別れたメルトフロントの合流点です o V型メルトフロントは常にウェルドラインの下流に形成されるため、フローラインが形成 されます ウェルドライン フローライン調査結果
VI. ウェルドラインとフローラインの違い
ウェルドライン
フローライン
• きれいに、細長く、短く見える • ウェルド接合部の顔料不足が原因 • 汚れ、厚く、長く見える • ランダム化された顔料の配向が原因 ウェルドラインでの 顔料不足 アルミニウム フレーク顔料 ポリマー 熱伝達 固化層 顔料はフローフロントの後に遅れる ウェルドラインに垂直に 隣接して配向した 顔料フレーク調査結果
VII.フローラインのその他の既知の原因
A. 鋭いエッジの存在（例：リブと壁の交差） o 鋭いエッジとの衝突は、顔料の方向を乱し、フローラインを引き起こします o 結果として生じる高いせん断差は、顔料を損傷し、Shear splayを引き起こす可能性があります コールドランナー 外側の フ ローライン 内側の Shear splay調査結果
VII.フローラインのその他の既知の原因（続き）
B. 流路の急激な変化（例：ゲートゾーン）
o 流れの不安定性/スネークラインの流れにより、不均一なせん断と顔料の配向の 違いが生じるため、フローラインが生じます。 Series of ‘Halos’VII.フローラインのその他の既知の原因（続き）
C. 壁の厚さの急激な変化（例：ステップフィーチャー）
o フレーク顔料はポリマー樹脂よりも密度が高いため、フローフロントより遅れる傾向 があります o 突然の衝突後、角にフレーク顔料が蓄積されます o ランダム化された顔料の方向により、フローラインが作成されます調査結果
フローマーク シャドウマークとしても知ら れています推奨プラクティス
CAD プロセス
✓ 半径0.25mmを超えるフィレットを抑制しないでください なぜ? 特に半径0.25mm以上のフィレットは、局所的に溶融樹脂の流動に影響する可 能性があります。 流れをリードする効果推奨プラクティス
解析タイプ
✓ Advisorで、パーツが薄肉と見なされ、「標準-デュアルドメイン」が推奨されている場合でも、 「アドバンス-完全3D」を選択します ✓ Synergyでは, 3Dメッシュを選択します なぜ? 3Dメッシュは、パーツをソリッドと見なし、 コーナー、交点、またはステップに流れ込む 溶融樹脂の挙動をより正確にシミュレートしますAdvisor
Synergy
>
3
D
>
D
2
推奨プラクティス
充填解析
✓ Advisorで、少なくとも“Level2”以上の分解能を選択します ✓ Synergyで、適度に小さいメッシュサイズを適用する なぜ? より高い分解能またはより細かいメッシュは、より詳細で正確なメルトフロントを生 成します-V型のメルトフロントを見つけるために重要です推奨プラクティス
材料選択
✓ 実際に部品の生産に使われている樹脂か類似の材料を選択してください:
i. 固体密度 ii. メルトフローレート / インデックス iii. 推奨溶融温度 iv. 推奨金型温度 v. 機械的特性 vi. “ゴールド” 充填品質インジケータBASF Terluran HI22 Marplex MG3510
1.02 g/cm³ 1.04 g/cm³ 14 ml/10min (10kg, 220°C) 16 ml/10min (10kg, 220°C) 230 - 260 220 – 270 40 - 60 40 – 80 Elastic Modulus 1900MPa Elastic Modulus 2240 MPA N/A Gold
≈
推奨プラクティス
モールディングウィンドウ解析
✓ 金型温度、溶融温度、充填時間のノーマルレベルを選択します なぜ? ノーマルレベルを選択する目的は、後で充填解析でメルトフロー挙動の自然な傾 向をシミュレートすることです ノーマルレベル推奨プラクティス
ゲートとランナーシステム
✓ モデル / ゲートおよびランナーシステムを含む なぜ? 部品とゲートの間の現実的な接続により、ゲート付近のメルトフローの挙動をより 正確に予測できます 非推奨 推奨ガイドライン
結果の解釈 ー 充填時間コンタープロット
✓ 充填時間コンタープロットを開く ✓ より詳細にするためにコンター数を適度に増やす ✓ V型メルトフロントの充填時間コンタープロットを調べる RMBガイドライン
結果の解釈 ー 充填時間コンタープロット ✓ 鋭い「V」は、フローラインのより迅速な開始を意味します。フローラインは、暗く、太く、薄くなっていき ます。そして、それは長くなる可能性があります。 ✓ 鈍い「V」は、フローラインの開始がやや遅れていることを意味します。 フローラインは比較的軽度な 可能性があります。 しかし、それは必ずしもより薄くまたはより短くはないかもしれません。 ✓ V型のメルトフロントが平らになった後でも、フローラインは遠くまで延びることができます。 ✓ 連続するVの谷を結ぶ線を引き、さらに延長して流線を表します。 ✓ あらゆるVを細かく検索します。 それらを無視しないでください！ ✓ 疑わしいときは、セカンドオピニオンを得ます。ガイドライン
結果の解釈 ー 充填時間コンタープロット
ケーススタディ1
V6 Absolute Low Profile Catch - フローラインの改善
o 比較的薄い（〜1.0mm）セクションは、V型メルトフロントを「平坦化」するために厚くさ れました（1.25 – 1.5mm）
ケーススタディ 2
DC62 Charger Housing - フローライン除去
o フィードポイント（ゲート）が側面からカーブセクションに移動され、フローリーダーも追加さ れました。 V型メルトフロントは実質的に除去されました。 フィードポイント （ゲート） フィードポイント （ゲート）ケーススタディ 3
Bin Release Catch - フローライン防止
o フローラインを予測し、V型メルトフロント（フローライン）を最小化するために肉厚が調整 されました
Moldflow開発者への提案
フローライン予測プロットの開発？
関連理論
球状顔料
o 球状顔料では配向の影響が軽減され、フローラインが目立たなくなります o 球状顔料の表面の外観は比較的光沢がなく、ピンポイントの輝きがあります。 不透明度が 低下します フレーク顔 料 球状 顔料Thank You
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