金型鋳造用ゲートシステムのフィーチャライブラリ

本紹介内容は、International Journal on Emerging Technologies誌に掲載された「Feature Library of Gating System for a Die-Casting Die」の研究内容です。

1. Overview:

• タイトル: Feature Library of Gating System for a Die-Casting Die (金型鋳造用ゲートシステムのフィーチャライブラリ)
• 著者: Chandan Deep Singh
• 出版年: 2012年
• 掲載ジャーナル/学会: International Journal on Emerging Technologies
• キーワード: ダイカスト、金型設計、フィーチャライブラリ、ゲートシステム、CADファイル

2. Abstracts / Introduction

ゲートシステムの設計は、ダイカストの専門家にとって時間のかかるプロセスであり、多くの手作業による入力と、設計を最終決定するための多数の反復が必要です。このプロセスには、ダイカストプロセスに関する深い知識が必要であり、この作業は完全にユーザーに依存しています。今日の産業界では、多くのCAD/CAMツールがダイカスト金型の設計、開発、製造に適用されています。しかし、ダイカスト金型の設計と製造全体を通してダイカストの専門家に依存しているため、非常に長いプロセスになっています。金型設計における主要な作業の1つであるゲートシステムの設計にも、多くの時間がかかります。ランナー、ゲート、オーバーフローなどのゲートシステムのさまざまなコンポーネントの設計が試みられています。フィーチャライブラリが提案されています。

3. Research Background:

Background of the Research Topic:

ダイカスト金型のゲートシステムは、ゲート、ランナー、オーバーフローウェル、ビスケットで構成されます (Fig. 1)。これらの要素は、湯口からキャビティへの溶融金属の流れを制御します。ゲートとランナーシステムの配置と設計は、欠陥のない鋳造品を得るために非常に重要です。

Status of Existing Research:

ゲートシステムの設計は、反復的で、非常に時間がかかり、費用がかかる可能性があるプロセスであると説明されています[5]。既存の研究はさまざまな側面に焦点を当てていますが、包括的で、すぐに使用できるフィーチャライブラリが不足しています。

Necessity of the Research:

現在の手作業による設計と専門家の知識への依存は、ゲートシステム設計プロセスを非効率的にしています。フィーチャライブラリは、設計時間と労力を大幅に削減できます。

4. Research Purpose and Research Questions:

Research Purpose:

ゲート、ランナー、オーバーフロー設計のフィーチャライブラリを開発し、それによってダイカストエンジニアを支援し、設計時間を短縮すること。

Key Research:

本研究の主な研究分野はゲートシステムです。

5. Research Methodology

Research Design:

この研究は、既存のゲートシステムコンポーネントの記述的分析と分類を含みます。

Data Collection Method:

データは、文献レビューと既存の設計の分析を通じて収集されました。

Analysis Method:

さまざまなゲートシステムコンポーネントの設計特徴とパラメーターの定性的分析。

Research Subjects and Scope:

研究は、以下を含むさまざまなゲートシステム要素の設計とパラメーターに焦点を当てています。

• ゲート (ファンゲート、チゼルゲート、パドルゲート、エッジゲート、スプルーゲート)
• ランナー (円形ランナー、半円形ランナー、台形ランナー、修正台形ランナー、六角形ランナー、正方形ランナー)
• オーバーフローウェル

6. Main Research Results:

Key Research Results:

この論文は、さまざまなゲートとランナーのタイプについて、それらの幾何学的パラメーターと適用ガイドラインを含む詳細な説明と分類を提供します。

Analysis of presented data:

論文は、各コンポーネントの設計上の考慮事項、利点、および欠点を示しています。例えば：

• ファンゲート: 幅広のエッジを持つ可変厚さのゲートで、大きく脆い部品の高速充填に適しています (Fig. 3)。
• チゼルゲート: トンネルゲートとファンゲートの中間で、キャビティの遠隔部分への供給に使用されます (Fig. 4)。
• パドルゲート: ファンゲートに類似していますが、設計にわずかなバリエーションと伸長があります(Fig. 5)。
• エッジゲート: 一般的なエッジゲートは、最も基本的なタイプのゲートです(Fig. 6)。
• スプルーゲート: 単一キャビティ金型で使用され、溶湯をキャビティの中心に供給します (Fig. 7)。
• 円形ランナー: 最高の体積対表面積比を提供し、圧力損失と熱損失を最小限に抑えます (Fig. 8)。
• 半円形ランナー: 円形ランナーの半分です(Fig. 9)。
• 台形ランナー: うまく機能し、3プレート金型に適しています(Fig. 10)。
• 修正台形ランナー: 円形と台形の組み合わせです(Fig. 11)。
• 六角形ランナー: 基本的に二重台形ランナーです(Fig. 12)。
• 正方形ランナー: 離型が困難なため、最も不満足です。(Fig. 13)。
• オーバーフローウェル: ヒートシンクとして機能するように設計されており、キャビティ内で金属を受け取る最後の場所に隣接して配置されています(Fig. 2)。

Figure Name List:

• Fig. 1. Gating system nomenclature [22]. (ゲートシステムの名称)
• Fig. 2. Overflow well with its different views and parameters [13]. (オーバーフローウェルのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 3. Fan gate with its different views and parameters [13]. (ファンゲートのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 4. Chisel gate with its different views and parameters [13]. (チゼルゲートのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 5. Paddle gate with its different views and parameters [13]. (パドルゲートのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 6. Edge gate with its different views and parameters [19]. (エッジゲートのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 7. Sprue gate with its different views and parameters [19]. (スプルーゲートのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 8. Circular runner with its different views and parameters [13]. (円形ランナーのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 9. Semi-circular runner with its different views and parameters [13]. (半円形ランナーのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 10. Trapezoidal runner with its different views and parameters [13]. (台形ランナーのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 11. Modified trapezoidal runner with its different views and parameters [18]. (修正台形ランナーのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 12. Hexagonal runner with its different views and parameters [18]. (六角形ランナーのさまざまなビューとパラメーター)
• Fig. 13. Square runner with its different views and parameters [18]. (正方形ランナーのさまざまなビューとパラメーター)

7. Conclusion:

Summary of Key Findings:

この論文は、ゲートシステムコンポーネントのフィーチャライブラリを正常にコンパイルし、それぞれの設計ガイドラインとパラメーターを提供します。

Academic Significance of the Study:

この研究は、ゲートシステム設計のための構造化された、すぐにアクセス可能なリソースを提供することにより、ダイカスト金型設計に関する知識体系に貢献します。

Practical Implications:

フィーチャライブラリは、事前に設計されたコンポーネントを提供することにより、ダイカストエンジニアが設計時間と労力を削減するのに役立ちます。

Limitations of the Study and Areas for Future Research:

この論文は、今後の研究の方向性を示唆しています。

• 複雑な幾何学的特徴を持つ部品の組み込み。
• フィーチャライブラリの拡張。
• 複数キャビティ金型のゲート設計を含む。

8. References:

• [1]. Choi, J.C., Kwon, T.H., Park, J.H., Kim, J.H., and Kim, C.H., (2002), “A study on development of a die design system for die-casting", Int. J Adv.Manuf.Technol 20:1-8.
• [2]. Lee, K.S., Fuh, J.Y.H., and Wu, S.H., (2002), “Development of semi-automated die-casting die design system", Proc. Instn. Mech. Engrs Vol. 216, Part B: J Engineering Manufacture, 1557-1588.
• [3]. Lee, K.S., and Lin, J.C., (2006), “Design of runner and gating system parameters for a multi-cavity injection mold using FEM and neural network”, Int. J Adv.Manuf.Technol 27: 1089-1096.
• [4]. Lee K.S., Wu, S.H., Fuh, and J.Y.H., (2007), "Semi-automated parametric design of gating systems for die-casting die", Computers and Industrial Engineering 53(2): 222-232.
• [5]. Lee, K.S., and Woon, Y.K., (2004), “Development of a die design for die-casting", Int. J Adv.Manuf.Technol 23: 399-411.
• [6]. Lee K.S., Wu, S.H., Fuh, and J.Y.H., (2002), "Feature based parametric design of gating system for die casting die", Journal of Advanced Manufacturing technology (2002), 19: 821-829.
• [7]. Lin, J.C., (2002), “Selection of the optimal gate location for a die-casting die witha freeform surface", Int. J Adv.Manuf.Technol 19: 278-284.
• [8]. Lin., and Tai., (1996), "A runner optimization study of a Die Casting Die", Journal of Materials Processing Technology 84 (1998) 1-12.
• [9]. Madan, J., Rao, P.V.M., and Kundra, T.K., (2007), "Die-casting feature recognition for automated parting direction and parting line determination", J. Comput. Inf.Sci. Eng. Volume 7(3): 236-248.
• [10]. Rad, M.T., (2006) “An approach towards fully integration of CAD and CAM technologies", Journal of achievements in materials and manufacturing engineering, Volume 18(1-2): 31-36.
• [11]. Reddy, A.P., Pande S.S., and Ravi B., (1994), "Computer aided Design of Die Casting Dies”, IIF transactions (94-19)239-245.
• [12]. Sulaiman, S., and Keen T.C., (1997), "Flow analysis along the runner and gating system of a casting process", Journal of material processing technology 63: 690-695.
• [13]. Wong Yoon Khai (2003), "Development of Windows based computer die design system for die casting dies".
• [14]. Zahi, M., Lam, Y.C., and Au, C.K., (2009), "Runner sizing in multiple cavity injection mold by non-dominated sorting genetic algorithm", Engineering with Computers 25: 237-245.
• [15]. Bill Anderson, "Die Casting Engineering: a hydraulic, thermal and mechanical process", Marcel Dekker (2005).
• [16]. Geoffrey Boothroyd, Peter Dewhurst, Winston Knight, "Product Design for Manufacture and Assembly",CRC Press (2004).
• [17]. Frank E.Goodwin, “Handbook of Metallurgical Process Design", CRC Press (2004).
• [18]. Jay Shoemaker, "Moldflow Design Guide", Hanser Publishers, Munich (2006).
• [19]. John P. Beaumont, "Runner and Gating Design Handbook", Hanser Publishers, Munich (2007).
• [20]. Pye, R.G.W., "Injection Mould Design", Affiliated East-West press Pvt Ltd, New Delhi (2000).
• [21]. Richard A. Flinn, "Fundamentals of Metal Casting", Addison-Wesley Publishing Company, Inc. (1962).
• [22]. "Automatic Computerised optimization in die casting", Casting Plant & Technology 4/2008.
• [23].http://www.brockmetal.co.uk/papers/14_runner_design_guide_lines_issue_5.php(2010년 9월 20일 접속).
• [24]. http://www.chinyen-engineering.com/english/product-hot-standard.html (2010년 9월 25일 접속).
• [25]. http://www.die-casting.org/faq/ (2010년 10월 7일 접속).
• [26]. http://www.themetalcasting.com/casting-parting-line.html (2010년 10월 25일 접속).

9. Copyright:

• この資料は、Chandan Deep Singh氏の論文「Feature Library of Gating System for a Die-Casting Die」に基づいています。
• 論文ソース: 論文中にDOI URLの提供なし

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