user 05/08/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Applications , AUTOMOTIVE Parts , CAD , Computer simulation , Die casting , Efficiency , Heat Sink , High pressure die casting , 금형 本紹介論文は、「[INTERNATIONAL JOURNAL OF INNOVATIONS IN ENGINEERING RESEARCH AND TECHNOLOGY [IJIERT] (NOVATEUR PUBLICATIONS)]」によって発行された論文「[DEVELOPMENT AND APPLICATION OF CASTING DISTORTION & COMPENSATION TECHNOLOGY BASED ON AUTOMATIC ITERATION METHOD]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 鋳造のそりや変形は、ダイカスト生産においてしばしば遭遇する主要な欠陥の一つであり、解決が非常に困難です。従来の方法には、低効率、重労働、劣悪な作業環境といった問題がありました。本稿では、Cast-Designerが新たに開発した変形補正ソルバーDCS（Distortion Compensation Solver）を紹介します。これは、事前に鋳造の変形やそりを予測し、自動繰り返し最適化技術によって公差要件を満たす鋳造製品を見つけることができます。このようなツールと技術により、鋳造変形を効果的に低減し、直接的に機械加工要件を満たすことが可能になります。 3. 緒言: 先進的な製造技術として、ダイカストは高い寸法精度、良好な機械的特性、高い生産効率という利点を持っています。自動車用アルミニウムおよびアルミニウム-マグネシウム合金部品の生産において、強力な技術的・経済的優位性があります。しかし、様々な理由から、多くのダイカストアルミニウム部品では、初期設計段階で製造要因がほとんど考慮されていません。複雑な構造、大きな肉厚差、高い精度要求は、ダイカストの開発と生産において大きな課題となります。中でも、変形やそりの欠陥は、複雑な鋳造品において一般的で制御が難しい問題の一つです。鋳造変形欠陥は、不適切な鋳造品設計、突き出し時のアンバランス、金型温度の不均衡など、多くの原因によって引き起こされます。変形欠陥が鋳造品の品質に与える影響は主に以下の通りです：1) 鋳造品の寸法精度への影響；2) 後工程の機械加工への影響；3) 鋳造後に深い機械加工が必要な部品の場合、鋳造品表面の緻密層が除去されることで内部の巣欠陥（気孔や収縮など）が露出し、鋳造品の外観やシール性能（シール要件のある部品の場合）に影響を与える。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 鋳造変形（そり）は、ダイカスト生産における重要かつ解決困難な欠陥です。これは、不適切な鋳造品設計、突き出し時の不均衡な力、不均一な金型温度など、様々な原因から生じます。この欠陥は、鋳造品の寸法精度を損ない、必要な後工程の機械加工を複雑にします。鋳造後に大幅な材料除去が必要な部品の場合、変形によって気孔や収縮といった内部欠陥が露呈する可能性があります。 従来の研究状況: 鋳造変形を管理するための従来の方法には以下が含まれます： 研究の目的: 本稿では、Cast-Designerが新たに開発したDistortion Compensation Solver (DCS)を紹介します。この研究は、事前に鋳造の変形やそりを予測し、自動繰り返し最適化を利用して公差要件を満たす鋳造製品を見つける技術を実証することを目的としています。目標は、鋳造変形を効果的に低減し、従来の方法の限界を克服して、直接的に機械加工要件を満たすことです。 中核研究: 研究の中核は、Cast-Designerソフトウェアスイート内で開発されたDistortion Compensation Solver (DCS)技術に焦点を当てています。この技術は自動繰り返し法を採用しています。まず、有限要素解析を用いて熱応力と機械的応力、およびそれによって生じる変形を計算する、鋳造プロセスの正確なシミュレーションから始まります。予測された変形に基づいて、DCSは予測された変形の反対方向に補正を適用することにより、金型キャビティ形状を繰り返し修正します。このプロセスは、凝固および冷却後の最終的な鋳造品が指定された寸法公差内に収まるようにすることを目的としています。 5.
Read More
本紹介資料は、「International Journal of Mechanical Engineering」に掲載された論文「Minimise the Nonfilling defect in the high pressure casting process component for an automotive application with metal flow simulation analysis」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 高圧ダイカストプロセスは、あらゆるエンジニアリング用途を解決するための、世界で不可欠な主要鋳造プロセスの一つです。高圧ダイカスト製品は、航空宇宙、自動車、家庭用、農業、その他のエンジニアリング用途など、非常に多くの用途で使用されています。高圧ダイカストプロセスにおける不良率は約7%から10%です。不良率には、表面欠陥および内部欠陥による不合格品が含まれます。表面欠陥は目視可能であり、プロセス稼働中に最大限解決できます。すべての表面欠陥の中で、充填不足（non-filling）は、鋳物のあらゆる構成において最も繰り返し発生する欠陥の一つです。コールドショット、チップオフ、クラック、鋳物破損などの一部の表面欠陥は、プロセス自体で排除できます。しかし、充填不足のような表面欠陥は、すぐには解決できません。これには、マシンパラメータの最適化や金型設計コンセプトのような分析が必要です。 3. 緒言: 高圧ダイカストプロセスでは、高温の溶融金属を閉じた鋼製金型に射出します。鋳物の厚さに応じて、鋳物の凝固のために一定時間（最小6秒～最大15秒）保持する必要があります。凝固後、金型が開き、鋳物が突き出され、エキストラクタが鋳物を回収します。次の操作を行う前に、金型を所望の温度値（240°C）まで冷却する必要があります。そうしないと、鋳物が金型に固着する可能性があります。この目的のために、金型はRO水と混合された特殊な化学クーラントを使用して冷却されます。金型は、鋳物の面積に応じて、スプレーにより数秒間（最小4秒～最大10秒）化学クーラントで冷却されます。その後、次のサイクルが繰り返されます。鋳物は、バリや余分な突出材料を除去するためのさらなる工程に進みます。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 現在の高圧ダイカストプロセスでは、不合格品が非常に高いコストをもたらしています。不合格率は最大9%に達し、これは組織にとって非常に大きな損失です。これらの不合格品は、充填不足5%、ボディリーク3%、残りが表面欠陥によるものです。表面欠陥の寄与はわずか1%までです。充填不足欠陥は、表面欠陥の一つとしても知られています。一部の表面欠陥は、金属温度、圧力、速度などのプロセスパラメータを変更することによって、プロセス自体で低減できます。1バッチ数量（500個）の不合格品詳細の寄与をパレート分析で示します。提示されたパレート分析によると、充填不足欠陥が全鋳造不合格品の約47%を占めており、最も重要な欠陥となっています。 先行研究の状況: 論文によると、従来の方法では、ダイカスターが機械と金型から欠陥のない新しい鋳物を得るまで、試行錯誤を通じてプロセスパラメータを微調整することが含まれます。この手動アプローチは時間がかかると説明されています。MAGMASOFTのようなシミュレーション方法は存在し、圧力ダイカストを含む様々な鋳造プロセスに広く使用されており、乱流充填や金属温度を分析する機能を提供します。 研究の目的: 本研究は、金属流動シミュレーション解析を用いることにより、自動車部品向け高圧ダイカスト部品における充填不足欠陥を最小化することを目的としています。シミュレーションを使用して金属流動経路を確認し、異なる場所での温度を分析し、鋳物内の欠陥位置を特定し、ランナー設計とマシンパラメータを最適化することで、不良を削減しプロセスを改善することが目的です。 研究の核心: 研究の核心は、MAGMASOFT流動シミュレーションソフトウェアを使用して自動車部品の高圧ダイカストプロセスを分析することでした。主に金属の入口位置とランナー断面積を変えた4つの異なるランナー設計モデルが作成されました。シミュレーションでは、ショットサイクルの3つのフェーズ（S1：低速アプローチ、S2：高速充填、S3：増圧）にわたる溶融金属の金型への乱流充填を分析しました。金属温度、圧力、速度、充填時間、充填率などの主要なパラメータを、様々な場所と段階（モデルごとに18段階を分析）で評価し、4つのランナー設計の性能を比較しました。目標は、充填不足欠陥のリスクを最もよく軽減する設計を特定することでした。シミュレーション結果は、最適な設計（Model-4）に基づいて金型を製造するために使用され、その後、結果を検証するために実験的試行が行われました。 5. 研究方法論 研究設計: 本研究では、シミュレーションに基づく比較研究を行い、その後、実験的検証を行いました。高圧ダイカスト金型用の4つの異なるランナー設計をMAGMASOFTを使用してシミュレーションしました。シミュレーション結果（充填時間、充填率、温度分布）を比較して、充填不足欠陥を最小化するための最適な設計を特定しました。次に、選択された設計（Model-4）に基づいて金型を製造し、実際の不良率を測定してシミュレーション予測を検証するための生産試行を実施しました。 データ収集と分析方法: データ収集には以下が含まれました： 研究トピックと範囲: 本研究は、自動車部品の高圧ダイカスト（HPDC）プロセスに焦点を当てました。主な範囲は、金属流動シミュレーション解析（具体的にはMAGMASOFT）の適用による充填不足欠陥の削減でした。研究には以下が含まれました： 6. 主な結果: 主な結果: 図表リスト: 7.
Read More
user 05/07/2025 Aluminium-J , automotive-J , Salt Core-J Applications , CAD , Casting Technique , Die casting , High pressure die casting , Microstructure , Review , Salt Core , Sand casting , 금형 , 자동차 산업 本稿は、「Journal of Sensor Science and Technology」に掲載された論文「Improving the Mechanical Properties of Salt Core through Reinforcing Fibers」に基づいています。 1. 概要： 2. アブストラクト： ソルトコアは、環境問題への解決策として電気自動車部品の鋳造プロセスへの応用が注目されています。しかし、ソルトコアは高圧ダイカストで使用するには機械的強度がまだ低いのが現状です。本研究では、強化材の使用によるKClベースソルトコアの曲げ強度の改善を調査しました。KClおよびNa2CO3粉末を母材とし、ガラス繊維および炭素繊維を強化材として使用しました。炭素繊維およびガラス繊維の含有量が曲げ強度特性に及ぼす影響を調査しました。ここでは、比較的少量のガラス繊維（0.3 wt%）を添加することにより、高圧ダイカスト用の曲げ強度が改善された新しい繊維強化ソルトコア組成物を得ました。強化されたソルトコアは、49.3 MPaの曲げ強度、1.5%の線形収縮率、蒸留水中での16.25 g/min.m²の水溶性、0.058%の吸湿率など、改善された特性を示します。 3. はじめに： アルミニウム高圧ダイカスト（HPDC）合金は、高強度、高剛性、良好な成形性、有利な重量比、優れた耐食性により、エレクトロニクスおよび自動車産業分野で広く利用されています。近年、複雑な内部形状と高品質要件を持つ部品を製造するために、従来の砂型鋳造の代わりにソルトコアを用いた鋳造プロセスが提案されています。このプロセスでは、金属凝固後に容易に溶解できる一時的なコアとしてソルト材料を使用し、複雑な内部形状を正確に作成し、より良い表面仕上げを提供します。ソルトコアは、高強度、寸法精度、鋳造除去性、耐湿性、リサイクル性といった利点があります。しかし、ソルトコア材料固有の低い強度、湿度への脆弱性、凝固中の変形、コア除去の難しさなど、量産には依然として限界があります。従来のソルトコアは無機塩（例：KCl、NaCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SO4）で構成されており、これらは脆く、補強効果がなく、収縮や亀裂が発生しやすく、強度が低下します。したがって、ソルトコアの機械的強度を高めることが不可欠です。 4. 研究の概要： 研究テーマの背景： ソルトコアは、特に自動車用途において、鋳造部品の複雑な内部形状を作成するためのHPDCでますます重要になっています。しかし、その固有の低い機械的強度は、特にダイカストの高圧下での使用において大きな制限となっています。従来のソルト材料は脆く、亀裂が発生しやすいです。 従来の研究状況： ソルトコアの強度を改善するためのこれまでの取り組みには、充填密度と均一性を高めるための製造プロセスの最適化や、コアの特性を理解するためのシミュレーションの使用などがありました。ホウ酸アルミニウムウィスカー、アルミナ粉末、シリカ粉末などのさまざまな強化材が検討されてきましたが、これらは多くの場合、限定的な強度向上しかもたらさなかったり、溶融塩の流動性に悪影響を及ぼしたりしました。ガラス繊維などの強化繊維はセラミックマトリックス複合材料で有望な結果を示しており、KNO3ベースのソルトコアについて研究され、曲げ強度の向上と吸湿率の低減が実証されています。しかし、繊維含有量が多いと流動性が低下し、鋳造欠陥が発生する可能性があります。 研究の目的： 本研究は、安価なガラス繊維と炭素繊維を強化材として組み込むことにより、KClベースのソルトコアの機械的特性、特に曲げ強度を向上させることを目的としました。この研究では、さまざまな繊維含有量が曲げ強度、線形収縮率、水溶性、吸湿率に及ぼす影響を調査しました。さらに、この研究は、強化メカニズムを理解し、特に超低（0.3 wt%）ガラス繊維含有量で大幅な強度向上を達成するための最適組成を特定するために、走査型電子顕微鏡（SEM）を使用して強化ソルトコアの形態と亀裂微細構造を分析することを目的としました。 研究の核心： 本研究の核心は、さまざまな量のガラス繊維または炭素繊維（0.1 wt%～0.7 wt%）で強化されたKClベースのソルトコア（母材：KCl-60 mol%Na2CO3とMgCl2）の作製です。次に、これらの作製されたソルトコアの機械的および物理的特性を評価するために一連の試験を実施しました。具体的には、曲げ強度、線形収縮率、水溶性、吸湿率を測定しました。ソルトコア、特に未強化サンプルと0.3 wt%ガラス繊維強化サンプルの破断面の微細構造をSEMで分析し、繊維強化の効果を観察しました。 5. 研究方法論 研究デザイン： 本研究では実験的研究デザインを採用しました。強化繊維（ガラスおよび炭素）の組成を変えてソルトコアサンプルを系統的に作製し、その後、これらの強化材の効果を明らかにするために機械的および物理的特性を評価しました。 データ収集・分析方法： 研究テーマと範囲： 本研究は以下に焦点を当てました： 6. 主な結果： 主な結果： 図のタイトルリスト： 7. 結論： 本研究は、強化繊維を組み込むことにより、KClベースのソルトコアの機械的特性が大幅に改善されることを実証しました。ガラス繊維と炭素繊維の両方が、亀裂伝播を抑制することにより曲げ強度を向上させるのに有効でした。特に、非常に少量（0.3
Read More
user 05/07/2025 Aluminium-J , automotive-J , Salt Core-J , Technical Data-J aluminum alloy , CAD , Die casting , IGS , Mechanical Property , Microstructure , Salt Core , 금형 , 알루미늄 다이캐스팅 , 자동차 산업 本紹介論文は、「[The Japan Institute of Metals and Materials]」によって発行された論文「[High-Temperature Mechanical Properties of NaCl-Na2CO3 Salt-Mixture Removable Cores for Aluminum Die-Casting]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: NaCl-Na2CO3混合塩は、アルミニウムダイカストプロセス用の水溶性中子材料として提案されている。重力鋳造によって作製されたNaCl-Na2CO3試料の機械的特性と微細構造が調査された。混合塩は純粋な塩と比較して優れた特性を示した。共晶領域が層状構造から粒状構造に変化したため、高温での圧縮試験中に塑性変形が発生した。NaCl初晶相と共晶領域を持つ混合塩が最も適した中子材料であることが見出された。 3. 緒言: ダイカストアルミニウム部品は、高い生産性と優れた機械的特性により、自動車産業で広く使用されている。部品の性能を向上させ、コストを削減するためには、内部にキャビティを持つ複雑な形状の部品を鋳造する必要があり、これは中子の使用によって達成される。金属または砂中子がアルミニウムダイカストプロセスに一般的に使用されるが、水溶性塩中子は機械的クリーニングが不可能なキャビティから容易に除去できるため、中子材料としてより魅力的である。NaCl粉末の高圧圧縮によって形成される塩中子は最も一般的に使用されるタイプであるが、強度が不足しているため、重力鋳造または低圧鋳造にしか使用できない。 したがって、高圧ダイカストで使用するための多くの高強度塩中子が提案されてきた。例えば、Yaokawaらは塩とセラミックスの複合材料を提案し、JelínekとAdámkováはアルカリシリケートを用いた高圧スクイーズによるNaClまたはKCl中子を提案した。我々の研究グループは以前、重力鋳造によって作製されたKCl–NaCl–K2CO3-Na2CO3系の高強度混合塩中子を発表した。ダイカストマシンで鋳造された開発された中子材料は、高い寸法精度、滑らかな表面、および重力鋳造のものよりも高い強度を示し、高圧ダイカストプロセスによってADC12合金クローズドデッキタイプシリンダーブロックを成功裏に鋳造した。我々はこの塩混合物をKBr-NaBr-K2CO3-Na2CO3系にさらに発展させ、水中での溶解度が高いため除去性が向上した。しかし、これらの塩混合物の機械的特性は室温でのみ試験された。塩混合物の高温機械的特性は、ダイカストプロセス中に塩中子が高速度のアルミニウム合金溶湯にさらされるため、鋳造設計上の考慮事項として有用な知識である。しかし、開発された塩中子の高温での高温機械的特性はまだ不明である。 単結晶および多結晶NaClの高温機械的特性は多くの研究者によって調査されてきた。単結晶NaClは室温でも塑性変形を示すが、多結晶NaClは融点の約半分以上に加熱されるまでは脆性であり、その後塑性挙動も示し始める。多結晶NaClの機械的強度は約200–350°Cで最大に達する。しかし、高温での塩混合物の機械的特性はまだ文書化されていない。本研究では、NaCl-Na2CO3系の鋳造混合塩中子の高温機械的特性を調査した。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 本研究は、アルミニウムダイカスト、特に高圧プロセス用の堅牢な水溶性中子材料の必要性に取り組んでいる。既存のNaCl粉末中子は強度が不十分であり、溶湯との相互作用中に経験する高温での塩中子の性能は、塩混合物については十分に調査されていない重要な設計上の考慮事項である。 先行研究の状況: 高強度塩中子を開発するための先行研究には、塩-セラミック複合材料や加圧スクイーズ塩中子が含まれる。著者らのグループは、良好な室温特性を持つ多成分塩混合物を開発していた。しかし、ダイカスト中に経験する高温でのこれらの塩混合物の機械的挙動に関する知識のギャップが存在した。純粋なNaClに関する研究は高温での脆性-延性遷移を示したが、塩混合物に関するデータは不足していた。 研究の目的: 本研究の主な目的は、NaCl-Na2CO3系の鋳造混合塩中子の高温機械的特性を調査することであった。この調査は、これらのコアの設計およびアルミニウムダイカストプロセスへの応用、特に溶融金属への暴露を考慮した必須データを提供することを目的とした。 核心的研究内容: 研究の核心は、重力鋳造により様々な組成のNaCl-Na2CO3混合塩を作製することであった。これらの試料を次に、室温から250°Cまでの範囲の温度で圧縮試験に供し、最大応力や破断ひずみを含む機械的特性を評価した。室温での微小ビッカース硬さ測定が行われた。さらに、鋳放し状態および高温圧縮後の試料の微細構造を走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて分析し、変形メカニズム、特に共晶構造内の変化に焦点を当てて理解を深めた。 5. 研究方法論 研究設計: 本研究は、NaCl-Na2CO3塩混合物の高温機械的性能を評価するように設計された。共晶および非共晶組成を含む様々な組成物を、予熱された鋼製鋳型に重力鋳造することによって調製した。次いで、円筒状試料を温度スペクトル全体にわたって圧縮試験に供した。観察された機械的挙動を構造的特徴および熱的・機械的負荷下でのそれらの変化と関連付けるために、微細構造解析が用いられた。 データ収集・分析方法: 研究対象と範囲: 6. 主要な結果: 主要な結果: 図の名称リスト: 7. 結論: 重力鋳造によって調製され、圧縮試験によって評価されたNaCl-Na2CO3塩混合物に関する研究から、以下の主な結論が得られた。(1) 塩混合物は、その純粋な構成塩と比較して著しく大きな最大応力と破断ひずみを示す。高温で観察される塑性変形は、共晶領域内の微細構造がラメラ構造から粒状構造へと変化することに起因する。(2) 初晶相と共晶領域を含む塩混合物は、純粋な共晶塩混合物よりも優れた高温機械的強度を示す。特に、初晶NaClを含む塩混合物は、初晶Na2CO3を含む混合物よりも低温で優れた延性を示すため、中子材料としてより適していると考えられる。 8. 参考文献: 9.
Read More
user 05/05/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Al-Si alloy , aluminum alloy , aluminum alloys , Applications , CAD , Efficiency , Microstructure , Review , 自動車産業 , 자동차 , 자동차 산업 本紹介資料は、「[Politecnico di Torino (Master of Science Thesis)]」によって発行された論文「[Selective laser melting aluminum alloys for automotive component]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 選択的レーザー溶融（Selective Laser Melting）によって製造されたAlSi10Mgの特性に関する研究が、機械的および形態学的観点から実施されました。SLMおよび一般的なアディティブマニュファクチャリング技術によって実現される部品の本質的な特性の一つが高い異方性であることを考慮し、異なる造形方向が最終製品の特性に及ぼす影響が調査されました。さらに、熱処理を受けた材料と造形まま（as-built）の材料との間の機械的特性の比較、および粉末層の厚さの影響にも焦点が当てられました。この点に関して、AlSi10Mg合金の一連のサンプルがSLMプロセスを通じて作製されました。サンプルは、粉末層の厚さが異なる1つのケースを含む、4つの異なるジョブを通じて実現されました。試験片は2つの異なる造形方向でプリントされ、造形ままおよび処理された試験片の機械的挙動は、引張試験、HBマイクロ硬さ試験、およびシャルピー衝撃試験を通じて研究されました。最終製品の特性は、形状、粒子サイズおよび分布、組成などの粉末特性に依存するため、試験片の作製に使用された粉末も研究対象となりました。 3. 緒言: アディティブマニュファクチャリング（AM）技術、特に選択的レーザー溶融（SLM）は、自動車や航空宇宙などの産業分野でますます不可欠なものとなっており、従来の製造技術に比べて多くの利点を提供しています。主な利点には、重量削減（部品の低密度化、組み立ての必要性をなくす部品の統合）、コスト削減（モデル、システムの設計段階のコスト排除、人件費削減）、およびオンデマンド生産（例：生産中止となった自動車のスペアパーツ）が含まれます。特にSLMは、最大99.9%の高密度金属部品の製造を可能にし、従来のプロセスでは製造できない非常に微細な微細組織と複雑な形状を実現します。この非常に微細な微細組織により、SLMプロセスを通じて作られた部品は、従来の生産プロセスと比較して改善された機械的特性を持つことができます。しかし、AMは、処理時間（速度）、潜在的な欠陥（表面粗さ、寸法精度）、層ごとの成長による固有の異方性、機械の寸法によって制限されるサイズ制限、機械および原材料の高コスト、サポート構造の必要性などの制限に直面しています。当初ラピッドプロトタイピング（RP）として知られていたAMは大幅に進化しましたが、金属部品、特に自動車産業におけるその応用は、ポリマーと比較して比較的新しい開発です。 4. 研究の要約: 研究テーマの背景: アディティブマニュファクチャリング（AM）、特に選択的レーザー溶融（SLM）は、高品質で複雑な金属部品を製造するための成長分野であり、特に軽量で高性能な部品を求める自動車産業に関連しています。AlSi10Mgは自動車用途で使用される一般的な鋳造合金であり、SLMプロセスの候補材料となっています。 先行研究の状況: SLM技術により、微細な微細組織を持つほぼ完全密度のAlSi10Mg部品の製造が可能です。しかし、プロセス誘起の異方性（造形方向による特性の変動）、気孔などの潜在的な欠陥、プロセスパラメータ（レーザー出力、スキャン速度、層厚、スキャン戦略）および後処理（熱処理）が最終特性に及ぼす影響などの課題が存在します。特にアルミニウム合金は、高い反射率、高い熱伝導率、酸化傾向、粉末流動性の問題により困難を伴います。 研究の目的: 本論文は、SLMによって製造されたAlSi10Mg合金の機械的および形態学的特性を調査することを目的としました。研究は以下の影響に焦点を当てました： 中核研究: 本研究では、EOS M290 SLMシステムを使用して、異なる条件（4つの異なる「ジョブ」）下でAlSi10Mgサンプルを製造しました。2つの主要な造形方向（Z軸およびXY平面）が比較されました。サンプルは、造形ままの状態と応力除去熱処理（300°Cで2時間）後の両方で特性評価されました。1つのジョブでは、より厚い粉末層（0.03 mmに対して0.06 mm）が使用されました。開始粉末（2つのバッチ、AおよびB）も特性評価されました。特性評価方法には、密度および気孔率測定、光学顕微鏡（OM）、微細組織および破面分析のための走査型電子顕微鏡（SEM）、相特定および残留応力分析のためのX線回折（XRD）、引張試験、マイクロ硬さ試験（ブリネル）、およびシャルピー衝撃試験が含まれました。 5. 研究方法論 研究設計: 本研究では、異なる条件下でSLMによって製造されたAlSi10Mgサンプルを比較する実験計画を採用しました。主な変数は以下の通りです： データ収集および分析方法: 研究トピックおよび範囲: 本研究は、潜在的な自動車用途向けのAlSi10Mg合金のSLMプロセスに焦点を当てました。範囲には以下が含まれます： 6. 主要な結果: 主要な結果: 図の名称リスト: 7. 結論: AlSi10Mg合金の試験片がレーザービーム溶融（SLM）技術によって製造され、特性評価されました。主要な結論は以下の通りです： 8. 参考文献: 9.
Read More
この入門論文の内容は、Przegląd Elektrotechnicznyによって発行された論文「Parametrization of the thermal model of induction motor with outer rotor」に基づいています。 1. 概要: 2. アブストラクト: 本論文では、高出力密度のアウターローター型誘導電動機を例として、電動機の熱モデルのパラメータ化手法を提示する。本論文で提示するシミュレーションは、定格出力25kW、質量16kgの銅製かご形回転子を備えた電動機モデルを用いて実施した。この構造は、さらされる運転条件が厳しいため、設計段階で正確な熱解析が必要となる。多くの研究では、この解析は通常、電動機の回転要素を考慮しない熱シミュレーションに限定されている。本稿では、回転子の回転運動、ローター本体の外面と環境との間の対流熱交換の強度を記述する対流係数、および固定子巻線熱伝導率の代替数値決定法を考慮して、エアギャップを通る熱伝達係数の値を含む、CFDモデルの選択されたパラメータの数値的決定法を提示する。数値シミュレーションで得られた結果に基づいて、電動機の3次元CFDモデルを開発し、解析した。 3. 導入: 近年における方向性の一つは、希土類永久磁石に依存しない高効率電気駆動装置の開発である[1-5]。これは、いわゆる比出力[kW/kg]、つまり与えられた機械の出力密度を知らせる駆動装置にも当てはまる[1,4,6]。さらに、近年、電気機械に対する騒音低減、信頼性、そして最終的には材料と製造コストの要求の高まりは、その設計の最適化を迫っている[7-8]。もちろん、技術と運転パラメータの点では、永久磁石を備えたモーターは基本的に競争相手がおらず、最高の特性を備えている。しかし、主要部品の多様化やグローバルな独占からの独立など、重要な問題の全スペクトルを考慮すると、誘導電動機を含む他のタイプの機械の開発と改良への関心が再び高まっている。モーターの設計段階における重要な課題は、モーターの適切な熱モデルと熱シミュレーション[6,9,10]である。高出力密度モーターは、多くの場合[12-15 A/mm²]の高電流負荷および高電源電圧周波数[800-1000 Hz]の条件下で動作するため、これらの機械の機械構造の部品は、負の熱影響[11-12]に特にさらされる。これらには、巻線、軸受、永久磁石、シャフトシール、エンコーダ[9]が含まれる。電気機械の熱状態の影響は、部品の嵌め合い、組立隙間、または接続の設計を選択する際にも考慮する必要がある。電気機械の熱状態が効率に与える影響も大きい[9,13]。 現在、多くの科学的研究で、電気自動車分野（自動車、航空、海運）[6,14,15]向けの電気機械の熱計算に注意が払われている。さらに、熱計算の問題は、比出力の高いモーターを設計する場合に特に重要である。これらの計算では、CFD熱流体シミュレーションを使用して、任意の動作点（例えば、定格または過負荷）で負荷をかけられた電気機械の定常状態熱状態を決定する。CFD計算はまた、冷却システムの効率を最適化することにより、電気機械からの熱除去を強化することを可能にする。 3次元CDFモデルは、以前に準備され、適切に簡略化された3次元CADモデルと、使用される構造材料の特性に基づいて開発される。これには以下が含まれる。 さらに、CFDモデルは、タスクのいわゆる境界条件を考慮して準備される。境界条件には、以下のようなものがある。 モデルの熱負荷、すなわち電力損失 ΔP (W) の値は、単位時間あたりに電気機械の個々の部品で生成される熱エネルギーの量を表す。最も一般的な値は、以下の電力損失である。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 高出力密度電動機、特に誘導電動機は、特に電動モビリティにおいてますます重要になっている。これらのモーターは、信頼性と効率を確保するために正確な熱管理を必要とする厳しい条件下で動作する。正確な熱解析は、設計段階で不可欠である。 先行研究の状況: 従来の熱解析では、回転部品を無視し、対流係数に一定の値を用いることでモデルを簡略化することが多かった。CFDモデルにおけるエアギャップのメッシュ分割も、モーター全体の寸法に比べて寸法が小さいため、メッシュ品質の問題（アスペクト比）を引き起こし、課題となっている。 研究の目的: 本研究は、高出力密度のアウターローター型誘導電動機のパラメータ化された熱モデルを開発することを目的としており、CFDモデリングのための主要なパラメータの数値的決定に焦点を当てている。これには以下が含まれる。 コアとなる研究: 本研究は、8000rpmで動作する25kW、16kgの銅製かご形アウターローター型誘導電動機の3D CFD熱モデルのパラメータを数値的に決定することに焦点を当てている。目的は、モーター部品の定常状態温度を正確に予測し、冷却材の除熱効率を分析することである。 5. 研究方法 研究デザイン: 本研究では、数値流体力学（CFD）ソフトウェアANSYS 2021 R2 Fluentを用いた数値シミュレーションを採用している。熱モデルのパラメータ化は、重要な熱伝達パラメータを決定するための専用の数値実験のシリーズを通して達成された。 データ収集と分析方法: 研究テーマと範囲: 本研究は、高出力密度アプリケーション向けに設計された銅製かご形アウターローター型誘導電動機に焦点を当てている。範囲は以下を含む。 6. 主要な結果: 主要な結果: 図のリスト: 7.
Read More
user 04/29/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J aluminum alloy , CAD , Die casting , Efficiency , Electric vehicles , STEP , 金型 , 금형 , 자동차 , 자동차 산업 この紹介論文は、「The 75th World Foundry Congress」によって発行された論文「Influence of Super Large Single Piece Die Casting Production to Automotive Industry」に基づいています。 1. 概要： 2. 抄録： 米国の新エネルギー車企業からのイノベーションアイデアの動機付け、およびいくつかの関係者の多大な尽力と協力の下で、新しいタイプのSuper Large Single Piece (超大型一体) ダイカスト生産が確立されました。これは生産コストを削減しただけでなく、生産速度を加速し、車体重量をさらに削減しました。新エネルギー車において、継続的な爆発的成長と省エネルギーおよび排出削減の要求に伴い、新エネルギー車の軽量化は避けられないトレンドとなり、Super Large Single Pieceダイカスト開発の加速も促進しました。従来、自動車のフロントアンダーボディ、リアアンダーボディ、バッテリートレイなどの大型アルミニウム合金ダイカスト部品は、最大70以上の小型部品で構成されていました。この新技術により、これらはワンショットでダイカスト生産できます。これは単にすべての装置を増幅すればできることではなく、多くの困難と課題が伴います。この記事はダイカストユニットの観点から始まり、各ステップの設計とプロセスの最適化を通じて、そして現場検証を通じて、ダイカスト製品の性能と生産効率を向上させることを目的としています。ダイカストユニットの生産プロセスには、金属の取鍋供給 (metal ladling)、射出 (injection)、金型冷却 (die cooling)、部品取り出し (parts removal)、スプレー (spraying)、部品冷却 (parts cooling)、トリミング (trimming)、マーキング (marking)、および搬出 (output) が含まれます。 3. 序論： 自動車産業は絶えず進化しており、技術の進歩が車両設計、製造効率、および全体的な性能の向上を推進しています。そのような画期的なイノベーションの1つが、super large single-piece (超大型一体) ダイカスト生産の導入です。この技術は、コスト、重量、強度、生産速度の面で数多くの利点を提供し、車両の製造方法を革命的に変える可能性を秘めています。従来の方法では、車両のアンダーボディは70〜100個の小さな部品を接合して[1]、アンダーボディ全体を形成していました。この方法には、数百台のロボットと組立ラインを構築するための広大なスペースが必要でした。所要時間は時間単位でした。super large die casting machine (超大型ダイカストマシン)
Read More
この紹介資料の内容は、”[Publisher]”によって発行された論文「[An Analytical Model of Induction Motors for Rotor Slot Parametric Design Performance Evaluation]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 誘導電動機は、投資コストが低いため、ほとんどの発電で一般的に使用されています。しかし、さまざまな用途における誘導電動機の性能は、回転子の設計と機械の形状に大きく依存します。たとえば、回転子バーの高さと幅を変更すると、回転子抵抗とリアクタンスが変化し、モーター効率の変動につながります。本研究では、かご形誘導電動機の効率に対するパラメータの影響を調査するために、開口部の高さ、回転子スロットの深さ、回転子スロットの幅などの回転子スロット形状パラメータに関するパラメトリックスタディを実施します。この研究は、5.5 kW、60 Hz、および460 Vの仕様を備えた汎用かご形誘導電動機を考慮した解析モデルに基づいています。解析モデルは、MATLABソフトウェア環境内で開発およびシミュレーションされます。誘導電動機の効率に対する各パラメータ変動の影響は、4D散布図を使用して個別に、また全体的に調査されます。結果は、初期設定から適切な回転子スロットパラメータ設定を設計した後、効率が最大0.1％向上する可能性があることを示しています。 3. 導入: 電気機械は、電気機械エネルギー変換に広く使用されており、発電機またはモーターとして動作します。[1] モータータイプの中で、誘導電動機は、低コスト、低メンテナンス、および自己始動能力により、住宅および産業用途で好まれています。[2], [3] しかし、誘導電動機は比較的効率が低いという欠点があります。[5] 効率の改善は非常に重要であり、最適なパラメータ設定を使用したモデリングが重要なアプローチです。[6] 回転子スロット形状パラメータは、モーターの抵抗と漏れリアクタンスを決定するため、モーターの性能に大きな影響を与えます。以前の研究では、誘導電動機の性能を向上させるために回転子スロットの再設計が検討されてきました。[2], [7], [8], [9], [10], [11], [12] しかし、以前の調査は主に2D解析と有限要素法（FEM）技術に基づいていましたが、これらは特に初期設計段階のパラメトリックスタディでは計算負荷が大きく、柔軟性が低く、効率に直接焦点を当てていないことがよくあります。本論文では、解析モデルを使用して回転子スロットパラメータの変更が誘導電動機の効率に与える影響を調査することにより、これらの制限に対処します。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: 誘導電動機は、投資コストが低いため、発電およびさまざまな用途で広く利用されています。性能は、回転子の設計と機械の形状に大きく依存します。回転子スロットの設計は、モーター効率に影響を与える重要な要素です。 以前の研究の状況: 以前の研究では、回転子バーの形状と材料を変化させるなど、誘導電動機の性能を向上させるための回転子スロットの再設計が検討されてきました。[2], [7], [8], [12] FEM技術と2D解析は、モーターの動作、磁束分布、電力損失、高調波歪み、および始動特性に対する回転子スロット設計の影響を研究するために使用されてきました。[8], [9], [10], [6], [11] しかし、これらの方法には、計算負荷、パラメトリックスタディに対する柔軟性の制限、および効率に対する不十分な焦点という欠点があります。 研究の目的: 本研究の目的は、回転子スロット形状パラメータ、特に開口部の高さ（Hor）、回転子スロットの深さ（Hr）、および回転子スロットの幅（Btr）の変化が、かご形誘導電動機の効率に与える影響を調査することです。本研究では、以前の方法の限界を克服するために解析モデルを利用しています。 コアスタディ: 本研究の核心は、5.5
Read More
user 04/17/2025 Aluminium-J , automotive-J , Copper-J , Technical Data-J aluminum alloy , aluminum alloys , CAD , Computer simulation , Die casting , Efficiency , High pressure die casting , 金型 , 금형 , 해석 この紹介論文は、「韓国産学技術学会論文誌」によって発行された論文「誘導電動機回転子のダイカスト時における品質評価」に基づいています。 1. 概要 (Overview): 2. 抄録 (Abstract): 本研究では、産業現場で広く使用されている小型誘導電動機の回転子を生産工場でダイカスト(die casting)で製作する際のrotor core castの品質を評価するために、鋳造解析専用プログラムを用いて数値解析を行い、その結果を実験結果と比較して次のような結論を得た。第一に、誘導電動機回転子の高圧ダイカスト時に高速で射出されたアルミニウム溶湯の充填様相を経時的に評価した結果、溶湯は下部end ring部を先に充填し、水平に移動して上部end ring、core slot部を充填し、最終的にcore slot部で充填が完了する。第二に、mould内部での溶湯の充填様相を見ると、上部end ring、core slot部よりも下部end ring部で溶湯の流動による渦流が発生し、欠陥発生が予測され、現場の実験結果から下部end ring部の断面で大小多数の欠陥が発見された。第三に、ダイカスト作業で良好な品質の回転子を製作するためには、cast形状の変更や作業条件などの追加研究が必要であり、これについては今後報告する予定である。 3. 緒言 (Introduction): 誘導電動機は、産業現場で機械動力を生成するために広く使用されている。回転子(rotor)は、中心軸を中心に回転する部品である。誘導電動機用の回転子は、容量や使用目的に応じて種類が多様であり、しばしばrotor coreのslot部分に溶融アルミニウムを高圧のダイカスト(die casting)法で短時間で充填して製作される[1]。特に出力の低い小型誘導電動機の回転子は、生産工場でside gate typeのdie casting作業で製作されている。最近、cast品質に問題が発生していると現場から報告されており、これは電気効率の低下や高速回転時のunbalancing問題による騒音発生、追加の修正作業の必要性など、生産性向上の妨げとなっている。本研究は、現在のダイカスト作業条件下でのrotor end ring部分の品質を、解析的手法と実験的手法を用いて評価することを目的とする。 4. 研究の概要 (Summary of the study): 研究テーマの背景 (Background of the research topic): 小型誘導電動機の回転子は、一般的にダイカスト工程で製造される。しかし、鋳造されたアルミニウム部品の品質問題が懸念されており、これはモーターの性能（効率、騒音、不均衡による振動）に影響を与える可能性がある。 先行研究の状況 (Status of previous research): 本論文は、ダイカストの一般的な内容[1]と高圧ダイカストにおける欠陥発生[2-4]を認識している。特定の応用分野である小型誘導電動機回転子のダイカストで報告されている問題を強調し、現在の生産条件下での品質に関する集中的な調査の必要性を示唆している。 研究目的 (Purpose of the study): ダイカストで生産される小型誘導電動機回転子の鋳造品質を評価すること。具体的には、工程中の溶融アルミニウムの充填パターンを調査し、数値解析と実験的検証を通じてrotor
Read More
user 04/17/2025 Aluminium-J , automotive-J , Salt Core-J , Technical Data-J aluminum alloy , aluminum alloys , CAD , Die casting , High pressure die casting , High pressure die casting (HPDC) , Magnesium alloys , Microstructure , Salt Core , STEP , 금형 この紹介資料は、「[ARCHIVES of FOUNDRY ENGINEERING]」に掲載された論文「[Development of Water-Soluble Composite Salt Sand Cores Made by a Hot-Pressed Sintering Process]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録 (Abstract): 多種多様な水溶性中子は、内部にキャビティ、湾曲した流路、アンダーカットを持つ中空複合鋳物の成形に広く用いられている。中でも、無機塩の水溶液をバインダーとして添加して作られた中子は、水に対する溶解性に優れている。しかし、優れた崩壊性は、しばしば低い耐吸湿性を伴う。本研究では、砂、ベントナイト、複合塩の中子砂混合物をホットプレスおよび焼結することにより、適度な強度と耐吸湿性を備えた水溶性中子を調製し、T字管（tee tube）試験片を鋳造した。実験結果によると、KCl-K2CO3をバインダーとする中子は0.9 MPa以上の強度が得られ、相対湿度80±5%で6時間保持しても0.3 MPaを維持した。その後の焼結プロセスにより、ホットプレスされた中子の耐吸湿性を大幅に向上させることができた（相対湿度85±5%で24時間保管後0.6 MPa）。後処理によって調製された水溶性中子は、滑らかな内面を持ち気孔欠陥のないT字管鋳物を鋳造するために使用でき、中子の除去も容易であった。 3. 緒言 (Introduction): 水溶性中子は、鋳物の内面を形成するために、水溶性の塩を主原料[1-4]またはバインダー[5-7]として作られる部品である。その優れた水溶性の崩壊性と環境適合性により、特に自動車、衛生陶器、その他の製品の軽量化および一体化プロセスにおいて、複雑なキャビティや湾曲した流路を持つ鋳物を製造するための高圧ダイカスト法やその他の鋳造法（重力、低圧）で広く使用されている[8-11]。一般に、ダイカスト用の水溶性中子には高い強度が要求されるため、主に塩溶融物を鋳造する方法で作られる。しかし、溶湯の衝撃がはるかに小さい重力鋳造や低圧鋳造には、比較的低い強度の中子が適しており、加圧焼結やバインダー結合プロセスなど、さまざまな材料やプロセスを用いて水溶性中子を形成することができる。しかし、K2CO3結合中子[14]のように崩壊性に優れた多くの水溶性中子は、湿度の高い環境下での吸湿性のために直接使用することができず、その広範な応用が制限されている[15]。KClをバインダーとして使用すると耐湿性は向上するが、溶解度が比較的低いため、より多くの水分を導入する必要があり、強度が低下したり、成形が困難になったりする可能性がある。本稿では、K2CO3の高い強度とKClの良好な耐湿性を活用することを目的として、低温でのホットプレス後に比較的高温で焼結するプロセスにより、KCl-K2CO3複合塩バインダーシステムを用いた水溶性砂中子の開発を探求する。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 水溶性中子は、複雑な内部形状（キャビティ、流路、アンダーカット）を持つ中空鋳物の製造に不可欠である。その主な利点は、水中での優れた崩壊性と環境適合性であり、様々な産業における軽量化用途に適している。しかし、一般的な課題は、良好な崩壊性と、保管および取り扱い中の吸湿に対する十分な耐性とのバランスをとることである。 従来の研究状況: 従来の研究では、様々なタイプの水溶性中子が検討されてきた： 研究目的: 本研究の目的は、2段階プロセス（低温ホットプレス後の高温焼結）を用いてKCl-K2CO3複合塩バインダーを使用した水溶性砂中子を開発することであった。目標は、単純なホットプレス中子と比較して大幅に改善された耐吸湿性を持ちながら、鋳造後に容易に除去できるよう良好な水溶性崩壊性を維持する、適度な強度の中子を得ることであった。 中核研究内容: 本研究は、シリカ砂、ベントナイト、およびKClとK2CO3の複合バインダーを使用して水溶性砂中子を製造することを含んでいた。プロセスは、混合物をホットプレスした後、焼結ステップを経た。研究では、様々なパラメータが中子特性に及ぼす影響を体系的に調査した： 5. 研究方法論 研究設計: 本研究では実験的アプローチを採用した。水溶性砂中子サンプル（「8」字型ドッグボーン形状）を、ホットプレス法に続いて焼結プロセスを用いて作製した。バインダー組成（KCl/K2CO3比率）、バインダー量、ベントナイト含有量、加熱温度/時間、焼結温度/時間などの主要なパラメータを体系的に変化させた。得られた中子の特性を測定し、分析した。最後に、実際の応用における中子の性能を検証するために鋳造試験を実施した。 データ収集および分析方法: 研究テーマと範囲: 本研究は、ホットプレス焼結プロセスを用いたKCl-K2CO3複合塩システムで結合された水溶性中子の開発と特性評価に焦点を当てた。範囲には以下が含まれる： 6. 主要な結果: 主要な結果: 図の名称リスト (Figure Name List): 7.
Read More
