機械加工モデリング

機械加工モデリングによるイノベーションの推進

機械加工プロセスの改善のために試行錯誤によるテストとそれに伴う直線的な思考は、100年以上前から行われてきました。テストデータは、この考え方を可能にするためにモデリングソフトウェアにパッケージ化されています。これらの方法は、次のような場合まではうまく機能するように見えます。

  • 壊す 非常に高価なツール
  • 破壊する 工作機械のスピンドル
  • スクラップ 誤った判断や情報不足による高額な加工部品
  • 必要 リワーク 質の悪いNCプログラム(多くの場合、複数回の改訂が必要)
  • ビジネスを失う 上記のいずれか、または複数の理由による

聞き覚えがありますか?直線的な思考の限界を超え、機械が故障し、工場長が不満を抱えている。このようなやり方は、イライラさせられるだけでなく、時間もかかり、非常に制約が多いものです。

大胆なイノベーションには非線形手法が必要です。Third Wave Systemsの製品は、機械加工の非線形性を無視するのではなく、真正面から取り組んでいます。当社は、最先端の機械加工環境における今日の課題に対応できるソフトウェアを開発するために尽力してきました。TWSの製品は、工具の切削刃とツールパスレベルでの材料挙動を解析する、唯一のFEMベースで実験的に検証されたCAE製品です。機械加工を理解している人々のために、機械加工を理解している人々によって設計されているため、使いやすい製品となっています。これらの製品の「内部構造」は以下のとおりです。

  • 高精度な機械加工モデリングのための高度な構成材料モデル
  • 複雑な力学をモデル化するための明示的動的有限要素法ソルバー
  • FEM駆動型ツールパスモデリングにより、切削力以上のものを提供
  • 分析を簡素化する高度なアルゴリズム
  • エンドツーエンドの分析自動化を可能にするオープンアーキテクチャ

高度な構成材料モデル

切削加工条件下における材料挙動は、本質的に非線形です。例えば、インコネルを300 SFMで旋削加工する場合や、3000 SFMでフライス加工する場合、切削刃にかかる圧力は、材料がせん断される際の熱軟化と加工硬化の複雑な相互作用によって生じます。切削試験の結果は特定の状況では有用ですが、広範囲の切削条件における予測精度は著しく制限されます。

それに対し、サードウェーブシステムズの高度な材料モデルは、基本的な材料特性に基づいており、非線形性を捉えることで、より精度の高い予測と安定した結果を提供します。これは、機械加工プロセスを理解するための最良かつ唯一の包括的な方法です。

モデルのさまざまな部分におけるツールの応力を調査する

インテリジェント適応型メッシュ生成

明示的動的有限要素法ソルバー

Third Wave Systems社のExplicit-Dynamic FEMソルバーには、機械加工モデリングに必要な重要なアルゴリズムが搭載されています。機械加工プロセスを正確にモデリングするには、ワークピース・工具・切りくず界面におけるエネルギー分布を理解する必要がありますが、これは熱機械連成システムを通してのみ効果的に解析できます。切りくずの分離とすくい面上での流れを解析するには、多体接触問題を解く必要があります。切削領域における極端な変形をインテリジェントに管理するには、高度な適応メッシュ生成アルゴリズムが不可欠です。さらに、機械加工における様々な複雑さを管理しつつ、信頼性の高い結果を可能な限り迅速に提供するには、高性能コンピューティング(HPC)技術の活用が不可欠です。

FEM駆動型ツールパスレベルモデリング

Third Wave Systemsは、物理ベースの材料モデル、CAD/CAMデータ、工具、ワークピース形状を統合して加工プロセスを分析および最適化する、FEM駆動のツールパスレベルモデリング技術を提供しています。加工分析に使用される出力として、力、温度、線圧などを提供します。加工プロセスの最適化は、サイクルタイムの短縮だけにとどまりません。スピンドルにかかる負荷を理解することで、予定外のダウンタイムを防ぐことができます。あらゆる回転角度の詳細な分析を行うことで、部品の品質を向上させることができます。ツールパス分析を使用したワーク保持設計は、新製品導入期間の短縮に役立ちます。

ツールパスレベルのモデリング技術

生産モジュールの最適化

高度なツールパスレベル最適化アルゴリズム

Third Wave Systemsは、高度な統計アルゴリズムを開発し、工具寿命を維持または向上させながらサイクルタイムを短縮するためのプロセス最適化を支援します。これらの推奨最適化値は、新規ユーザーのオンボーディングを迅速化すると同時に、組織全体で標準化された方法論を提供します。

上級ユーザー向けのオープンな情報公開

約150種類の材料をデータベースに収録しているThird Wave Systemsの技術は、新しい材料モデルの作成作業を簡素化し、斬新なモデリング手法で大胆なイノベーションを実現するための柔軟性を提供します。また、仮説を検証したり、自社に最適な新しい加工技術を発見したりすることも可能です。

当社のAPIツールキットは、分析と最適化のエンドツーエンドプロセスを自動化し、より広範なインダストリー4.0イニシアチブと統合するための柔軟性を提供します。APIツールキットは、CAMインターフェースの基盤となるものです。Siemens NX、CATIA、Mastercamとのインターフェースにより、ツールパス分析をツールパス作成ワークフローに組み込むことができます。

高度な構成材料モデルの温度検証

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