user 07/22/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J CAD , CFD , Computational fluid dynamics (CFD) , Die casting , FLOW-3D , High pressure die casting , Quality Control , STEP , 金型 , 금형 この技術要約は、M.C. Carter、S. Palit、M. LittlerがNADCA（2010年）で発表した学術論文「Characterizing Flow Losses Occurring in Air Vents and Ejector Pins in High Pressure Die Castings」に基づいています。HPDC（ハイプレッシャーダイカスト）の専門家のために、CASTMANの専門家がGemini、ChatGPT、GrokなどのLLM AIの助けを借りて分析・要約しました。 キーワード エグゼクティブサマリー 課題：この研究がHPDC専門家にとって重要な理由 長年にわたり、技術者たちはHPDC製品の表面欠陥や内部気孔の問題に直面してきました。降伏強度や延性といった機械的特性を損なうこれらの欠陥は、主に巻き込まれた空気や潤滑剤の分解によって発生するガスが原因です。真空システムは解決策の一つですが、高価であり、工程を複雑にします。 論文の序論で述べられているように、ベンティングは巻き込まれた空気を除去するための「最も簡単で安価な方法」であり続けています。しかし、効果的なベンティングシステムの設計は決して単純ではありません。総排気量は、専用のベント、ショットスリーブ、エジェクタピン、パーティングラインを通過する流れの複雑な総和だからです。これらの流れ損失を確実に特性評価する方法がなければ、技術者は経験と試行錯誤に頼ることが多くなり、高価な金型修正や不安定な部品品質につながります。本研究は、これらの重要な流れ損失をモデル化するための実用的で正確な方法を模索することにより、この根本的な問題に正面から取り組んでいます。 アプローチ：研究手法の解説 この課題を解決するため、研究者たちは物理的な実験と高度なシミュレーションを組み合わせた巧みな方法論を考案しました。彼らはLittler DieCast社でモーターエンドヘッド用の市販金型を使用し、溶湯なしでの射出実験（「空打ち」）を実施しました。 実験の核心は以下の通りです： ブレークスルー：主要な研究結果とデータ 本研究は、HPDCにおけるベンティングについて我々の考え方に直接影響を与える、いくつかの重要な洞察をもたらしました。 HPDC製品への実用的な示唆 論文詳細 Characterizing Flow Losses Occurring in Air Vents and Ejector Pins in High Pressure Die Castings 1. 概要： 2. 抄録 (Abstract): It will be
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user 07/16/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J CAD , CFD , Computational fluid dynamics (CFD) , Die casting , Die casting Design , Heat Sink , High pressure die casting , STEP , 金型 , 금형 本紹介は、『International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT)』に掲載された論文「Optimization of Runner Design in Pressure Die Casting」を基に作成されています。 1. 概要 2. 要旨 高圧ダイカストで高品質な部品を製造するため、コンピュータ支援シミュレーションが金型設計の最適化に用いられてきました。有限差分法、有限体積法、有限要素法が充填プロセスシミュレーションで使用され、一般的な問題に対して大きな進展が見られました。しかし、特定の課題に対処するための金型設計の最適化については、さらなる研究が望まれています。ダイカストでは、金型が同一または異なる部品を製造するための複数のキャビティを持つことがよくあります。複数のキャビティには、主ランナーに接続する分岐ランナーの適用が必要です。複数のキャビティが同時に充填を開始し、同じ充填時間を確保することが設計者にとって重要であるため、ランナーシステムの設計は常にダイカストの重要課題でした。設計における重要な要素は、キャビティの体積に応じて各分岐ランナーの断面積を調整することですが、これだけではキャビティを同時に充填するには不十分な場合があります。分岐ランナーと主ランナーの間の角度が充填圧力、充填時間、残留応力に影響を与えることが観察されていますが、これらの観察は実用的な鋳造品ではなく、非常に単純な実験室レベルの金型設計に限定されていました。 3. 緒言 ダイカストは、ダイカストマシンの射出システムからの油圧エネルギーを溶湯に加えて運動エネルギーを伝え、金型キャビティを高速で充填するプロセスです。本論文は、コールドチャンバー高圧ダイカストのランナーにおける問題、特に不正確に設計された湯口システムが製品にジェットマークを引き起こす問題を取り扱います。溶湯のジェッティングはランナー壁の溶損につながり、長期間の生産稼働後には、この摩耗が局部的な窪みを形成し、さらに湯の流れ方向を変化させます。この問題には、ランナー側壁の摩耗を最小限に抑えるため、ランナー側壁でのジェッティングがほとんど、あるいはまったくない溶湯の流れを作り出すようにランナーを設計する解決策が必要です。本論文では、ダイカスト設計プロセスにおける重要なツールであるP-Q²線図を利用して、プロセスパラメータの操作ウィンドウを決定します。 4. 研究の概要 研究テーマの背景 高圧ダイカストにおける高品質な部品は、最適な金型設計に大きく依存します。複数のキャビティを持つ金型の場合、すべてのキャビティが同時に均一に充填されるように、ランナーシステムが非常に重要です。不適切に設計されたランナーは、欠陥、生産コストの増加、金型の摩耗を引き起こす可能性があります。 先行研究の状況 コンピュータ支援シミュレーションは、金型設計を最適化するために広く使用されてきました。先行研究では、分岐ランナーと主ランナーの間の角度のような要因が充填圧力と時間に影響を与えることが示されています。しかし、これらの観察は、しばしば単純な実験室レベルの設計に限定されていました。本研究は、実用的で多キャビティの工業部品に数値流体力学（CFD）法を適用することにより、既存の知識を基に構築されています。また、ゲーティングシステムに関するHermanの設計手法や、Ref.で述べられているようなプロセスパラメータ最適化のためのP-Q²線図の使用など、確立された設計手法を参照しています。 研究の目的 本研究の主な目的は、高圧ダイカスト金型のランナー設計を最適化し、ジェットマークなどの製品欠陥をなくすことでした。この研究は、ランナー側壁でのジェッティングを最小限に抑え、溶損を防ぎ、金型キャビティの完全な充填を保証し、最終的に鋳造部品の不良率を低減するランナーを設計することを目的としました。 研究の核心 研究の核心は、欠陥部品を生産していた既存のクラッチレバー用金型を分析するためにCFDシミュレーションを使用したことです。この分析により、不均一な充填が凝固欠陥やジェットマークを引き起こす充填パターンの問題が特定されました。この分析に基づき、ランナー設計はファンタイプからタンジェンシャルタイプに変更されました。その後、この新しい設計をシミュレーションおよび分析し、スムーズな充填の実現、ポロシティの低減、欠陥の除去における有効性を検証しました。 5. 研究方法 研究設計 本研究は比較分析手法に従いました。まず、4キャビティのクラッチレバー用の既存の金型設計を分析し、その欠陥を理解しました。続いて、修正されたランナー設計が開発され、シミュレーションが行われました。そして、修正された設計の性能を、主要な鋳造パラメータを評価することによって元々の設計と比較し、改善点を検証しました。 データ収集・分析方法 本研究では、主に数値流体力学（CFD）シミュレーションを用いて鋳造プロセスを分析しました。充填時間、凝固、インゲート速度、金型溶損、エア巻き込み、コールドシャットなどのパラメータが考慮されました。分析では、ファンタイプやタンジェンシャルタイプを含むさまざまなランナーの繰り返し計算結果を解析ソフトウェアを使用して比較し、最も適した設計を決定しました。 研究の対象と範囲 本研究は、クラッチレバーを生産する4キャビティの高圧ダイカスト（HPDC）金型のランナーシステムの最適化に焦点を当てています。研究範囲には、キャビティのスムーズな充填を実現し、製品欠陥を減らし、全体的な鋳造品質を向上させるためのランナーの軌道と方向変化の分析が含まれます。 6. 主な結果 主な結果 CFD解析により、ランナーをファンタイプからタンジェンシャルタイプに変更することで、溶湯の流れが金型と製品に与える悪影響をうまく低減できることが実証されました。この変更により、鋳造品のジェットマークが大幅に減少しました。その結果、溶湯が早期に凝固することなく金型を完全に充填するため、不良率が低下しました。また、解析により、新しい設計では前の繰り返し計算と比較してポロシティが減少したことも確認されました。ジェットマークがなくなったため、研磨などの後処理作業の必要性もなくなりました。 図のリスト 7. 結論 CFD解析により、ランナーをファンランナーからタンジェンシャルランナーに変更することで、金型と製品への流れの影響が低減されることがわかりました。金型と製品にジェットマークが発生する可能性が低くなりました。溶湯が金型を完全に充填するようになり、不良率が減少しました。また、最初の繰り返し計算と比較してポロシティも減少しました。ジェットマークが減少したため、研磨のような製品の後処理は不要となりました。 8. 参考文献 9. 著作権 論文要約 研究に関する主な質疑応答
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user 07/11/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Applications , CAD , CFD , Computational fluid dynamics (CFD) , conformal cooling , cooling solutions , Efficiency , Quality Control , Review , STEP , 금형 射出成形のサイクルタイムを最大70%削減！アディティブマニュファクチャリングが拓くコンフォーマル冷却の最前線 この技術概要は、Soroush Masoudi氏らによる学術論文「Recent Advancement in Conformal cooling channels: A review on Design, simulation, and future trends」に基づいています。射出成形および金型設計に携わるプロフェッショナルの皆様のために、STI C&Dのエキスパートが要約・分析しました。 キーワード エグゼクティブサマリー 課題：なぜこの研究が射出成形のプロフェッショナルにとって重要なのか 射出成形プロセスにおいて、冷却工程は製品の品質と生産性を決定づける最も重要な段階です。しかし、ドリル加工による直線的な冷却チャネルに依存する従来のアプローチには、長年にわたり根本的な課題が存在しました。 製品の形状が複雑になるほど、直線的なチャネルでは金型キャビティ表面から冷却チャネルまでの距離が不均一になります（Figure 3 (a)）。この距離のばらつきは、製品内に温度勾配を生み出し、不均一な冷却を引き起こします。その結果、反り（Warpage）やヒケ（Sink Mark）といった寸法不良や外観不良が発生しやすくなります（Figure 4）。 さらに、この非効率な冷却プロセスは、射出成形全体のサイクルタイムの大部分（50～80%）を占める主要因となっており[12]、生産性の向上を阻む大きなボトルネックでした。これらの課題を克服し、高品質な製品をより短時間で生産するためには、冷却技術そのものの革新が求められていました。 アプローチ：研究方法の解明 本論文は、この課題に対する解決策として注目されるコンフォーマル冷却チャネル（CCC）に関する最新の研究動向を、網羅的にレビューしたものです。SCOPUSデータベースを用いた調査では、CCCに関する研究論文が過去10年間で急増していることが示されており（Figure 5）、本技術への関心の高さがうかがえます。 研究のアプローチとして、以下の点が体系的に整理・分析されています。 この包括的なアプローチにより、研究者や技術者はCCCに関する最新の知見を体系的に理解し、自身の課題解決に応用するための指針を得ることができます。 ブレークスルー：主要な研究成果とデータ 本レビュー論文で明らかにされた主要な研究成果は、コンフォーマル冷却が射出成形にもたらす劇的な効果です。 実務への応用のヒント 本研究の成果は、射出成形の現場に多くの実践的な示唆を与えます。 論文詳細 Recent Advancement in Conformal cooling channels: A review on Design, simulation, and future trends 1. 概要: 2. 要旨:
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user 07/08/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Al-Si alloy , CAD , CFD , Computational fluid dynamics (CFD) , Die casting , FLOW-3D , High pressure die casting , High pressure die casting (HPDC) , Mechanical Property , Microstructure , 자동차 산업 この紹介論文は、「Journal of Materials Processing Technology」によって発行された論文「Studies on Die Filling of A356 Al alloy and Development of a Steering Knuckle Component using Rheo Pressure Die Casting System」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 本研究では、レオ圧力ダイカスト (RPDC) システムの一部として、半凝固スラリーのダイ充填を調査するために、数値流体力学 (CFD) モデルを開発する。ダイ充填キャビティは自動車のステアリングナックルのものに対応し、スラリーはA356アルミニウム合金で作られる。CFDシミュレーションで使用されるレオロジーモデルは実験的に決定される。現在の数値モデルから得られた結果には、ダイキャビティ内のスラリーの流動場、粘度変化、固相率分布、ダイ充填段階中のキャビティ内凝固中の温度および圧力分布が含まれる。本研究の主な目的は、開発された部品の望ましい微細構造および機械的特性のためのゲーティング配置、注入温度、および射出条件を決定することである。当該合金スラリーのダイ充填能力に対する射出条件の影響を研究するために、最終射出速度を2～3.2 m/sの間で変化させて5つの射出プロファイルを研究する。本研究の知見を裏付けるために、凝固した部品の異なる位置からサンプルを取得することにより、主に光学顕微鏡およびマクロ硬度測定の形で、微細構造形態および構造特性相関を研究した。 3. はじめに: 自動車産業における燃費向上のための要求は、自動車部品の軽量化、特に他の軽量自動車部品と比較して優れた強度対重量比および伸び値を必要とするサスペンション部品の軽量化に向けた努力を動機付けている。アルミニウムおよびマグネシウム合金の鍛造や従来のダイカストなどの伝統的な製造プロセスは、多段階の処理ステップ、一貫性のない機械的特性、デンドライト微細構造、および液体偏析などの課題を提示する。半凝固ダイカスト、特にレオダイカスト (RDC) およびその変形であるレオ圧力ダイカスト (RPDC) は、改善された構造的完全性と費用対効果を備えた、健全でニアネットシェイプの部品を製造するための有望なワンステップソリューションとして浮上している。これらのプロセスの成功は、複雑なダイキャビティの適切な充填を保証するために、ほぼ球状の初晶粒子を持つ半凝固スラリーの調製に大きく依存する。多くの研究がチクソダイカスト (TDC) およびRDCを調査してきたが、RPDCにおけるダイ充填のCFDシミュレーション、特に実験的検証を伴うものは比較的少ない。本研究は、CFDシミュレーションを用いてA356 Al合金ステアリングナックルのRPDCプロセスパラメータを最適化し、実験作業によって検証することにより、このギャップを埋めることを目的とする。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: 主な動機は、燃費を向上させるための軽量自動車部品の必要性である。伝統的に鋼鉄または鋳鉄で作られていた自動車のサスペンション部品は、アルミニウムおよびマグネシウム合金を使用して開発されている。しかし、これらの軽合金の従来の製造方法では、しばしば欠陥や特性のばらつきが生じる。 従来の研究状況: 従来の研究では、従来のグラビティダイカスト (GDC)、高圧ダイカスト (HPDC)、スクイズキャスティング、およびチクソダイカスト (TDC) やレオダイカスト
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user 06/24/2025 Aluminium-J , Technical Data-J aluminum alloy , Applications , CAD , CFD , Computational fluid dynamics (CFD) , Die casting , Efficiency , High pressure die casting , Salt Core , STEP 本稿は、「Preprint submitted to Elsevier」により発行された論文「On determining the critical velocity in the high-pressure die casting machine’s shot sleeve using CFD」に基づいています。 1. 概要: 2. 要旨: 本稿では、高圧ダイカストにおけるピストン運動の低速段階での臨界プランジャ速度と、それをオープンソースソフトウェアを用いたCFD法でどのように決定できるかを調査します。溶湯-空気系は、空気を圧縮性完全気体として扱うオイラー的なvolume-of-fluidアプローチによりモデル化されます。乱流は、Menter SST k-ωモデルを用いたRANSアプローチにより扱われます。メッシュ移動に関する2つの異なる戦略が提示され、互いに比較されます。ソルバーは、解析モデルおよび実験データにより検証されます。次に、2Dメッシュを用いて最適速度を決定する方法が提示されます。第二段階として、これらの結果が実際の3D形状から得られた結果や、ダイのインゲートシステムのシミュレーション結果とどのように一致するかが議論されます。 3. 緒言: 高圧ダイカスト（HPDC）は、自動変速機ハウジングやギアボックス部品など、大量生産かつ低コストの自動車部品を製造するための重要なプロセスです [1-4]。一般的にアルミニウムまたはマグネシウムである液体金属は、ショットスリーブチャンバーに注入され、さらに複雑なゲートおよびランナーシステムを介して、通常50～100 ms⁻¹の高速で、最大100 MPaの非常に高い圧力下でダイに射出されます。通常の高圧ダイカストプロセスは、一般的に3つの段階で構成されます。これらの段階を次の図に示します（figure 1はこれらの段階を示しています。左から右へ：予備充填、ダイ充填（ショット）、保圧）。本稿の内容は、最初の段階のプロセスを中心に展開されます。 このプロセスの1つの側面は、高圧ダイカストマシンのショットスリーブ内で起こる流動プロセスです。ピストン径、チャンバー内の溶湯高さ、チャンバー長の各組み合わせに対して、解析的に[5, 6]または実験的に[7]決定できる臨界速度が正確に1つ存在します。Fauraらは、その速度に到達するための最適な加速度パラメータも定義しました[6]。健全な鋳造プロセスを達成するためには、プランジャ速度とその加速度プロファイルを慎重に選択する必要があります。Figure 2はこの主張を示しています。右の図では、プランジャはシステムの臨界速度以下で動作しています。空気と溶湯の界面、すなわち波はプランジャから分離し、チャンバー内部を自由に伝播します。これは、最終的な溶湯前面の背後に空気を巻き込み、鋳物内部に欠陥を生じさせる可能性があるため、避けるべきです。 2つの極端なケースをfigure 3にさらに示します。Figure 3(a)は、プランジャ速度が、チャンバー内で蓄積する波が自然に伝播しようとする速度よりもはるかに遅いプロセス設定を示しています。Figure 3(b)はもう一方の極端なケースを示しています。ここでは、プランジャが速すぎます。溶湯はプランジャの前面で、伝播する波が溶湯-プランジャ界面から材料を運び去ることができるよりもはるかに速く蓄積します。その結果、溶湯と空気の界面が円形チャンバーの天井に当たるとすぐに波が砕けます。 これらの図は、各溶湯高さとショットスリーブ径の組み合わせに対して、見つけなければならない適切な速度が1つだけであることを示しています。 4. 研究の概要: 研究テーマの背景: 高圧ダイカスト（HPDC）プロセスには、プランジャがショットスリーブを通して溶融金属を押し出す重要な第一段階が含まれます。この「低速段階」におけるプランジャ速度は、空気の巻き込みと最終的な鋳造品質に大きく影響します。「臨界速度」、すなわち最適なプランジャ速度を決定することは、欠陥を最小限に抑えるために不可欠です。 先行研究の状況: 先行研究には、ショットスリーブ内の臨界速度と波のダイナミクスを決定するための解析モデル[5, 6]、この速度を測定した実験的研究[7]、およびGarber [29]による最適速度と充填度に関する研究が含まれます。KortiとAboudi [21]によるものなど、CFDシミュレーションも溶湯/空気界面のダイナミクス研究に使用されてきました。 研究の目的: 本稿は、オープンソースソフトウェア（OpenFOAM）を用いたCFD法により、HPDCの低速段階における臨界プランジャ速度を調査することを目的としています。目的は以下の通りです。 中核的研究: 本研究の中核は以下の通りです。 5. 研究方法論
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user 06/15/2025 Aluminium-J , automotive-J , heat sink-J , Technical Data-J Air cooling , Applications , CAD , CFD , cold plate , Computational fluid dynamics (CFD) , Efficiency , Heat Sink , 자동차 この導入論文は、「[発行ジャーナル/学会名は明記されていません（類似の参考文献に基づき、EuroSimE Conference Proceedingsと推定されます）]」によって発行された論文「[LIQUID COOLING OF BRIGHT LEDS FOR AUTOMOTIVE APPLICATIONS]」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: GaNベースの材料技術の進歩に伴い、高輝度白色発光ダイオード（LED）は過去数年間で急速に普及し、屋外照明、タスク照明、装飾照明、さらには航空機や自動車の照明など、多くの新しい照明用途で非常に有望であることが示されています。本稿の目的は、自動車のヘッドライト用途におけるこのようなLEDのアクティブ液体冷却ソリューションを調査することです。本研究では、デバイスから基板、システムレベルまでの熱設計が実施されました。空冷およびパッシブ液体冷却法は不適切であると調査され除外されたため、アクティブ液体冷却ソリューションが選択されました。アクティブ液体冷却システムのいくつかの構成が研究され、最適な熱性能を見つけるための最適化作業が実施されました。 3. 緒言: 発光ダイオード（LED）は、その小型パッケージサイズ、スタイリングの柔軟性、白熱光源に対する優れた性能により、ブレーキランプ、方向指示器、テールランプなど、今日の多くの自動車外装照明に広く使用されています。より高出力のパッケージの開発に伴い、車両の前方照明用途向けの白色LED光源の使用が検討され始めています。LEDの多くの特性は、車両の前方照明にとって非常に有望な光源となっていますが、自動車のヘッドランプとしての白色LEDの使用はまだ初期段階にあります。現在、LEDは一部のコンセプトカーでのみ前方照明として登場しており、ヘッドライト用途に特化したLEDはありません。 現在、LEDは量産車にはルーメン出力が不十分な高コストソリューションです。法的要件ではランプあたり750 lmが規定されていますが、現在の高輝度LEDの平均出力はわずか40 lm/Wであるため、この基準を満たすにはより多くのLEDとより高い駆動電力が必要となります。 光出力の要求が高まるにつれて、LEDの駆動電力は継続的に増加します。LEDパッケージの熱管理は、これらのデバイスの効率、性能、信頼性に大きな影響を与えるため、ますます重要になっています。ダイオード接合部温度の上昇は、LED効率の低下と発光波長のシフトを引き起こします。したがって、最適な効率動作と小さな色変動のためには、LEDの動作温度を最大動作温度（例：< 125 °C）よりも十分に低く保つ必要があります。これを達成するためには、熱ソリューションは包括的であり、デバイス、パッケージ、基板、システムレベルのすべてのレベルで熱問題に対処する必要があります。この用途では、市販のベアダイ高輝度LEDが使用されます。適切な熱管理ソリューションの探索をサポートするために、計算流体力学（CFD）を使用した熱シミュレーションがすべてのレベルで実施されました。熱管理ソリューションの設計は、商用CFDソフトウェアFloTherm [2]を使用してサポートされました。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: 自動車用途、特に前方照明における高輝度LEDの採用拡大は、重大な熱管理の課題を提示しています。より高い光出力の要求は、消費電力と発熱の増加につながり、効果的に管理されない場合、LEDの性能、効率、信頼性に悪影響を与える可能性があります。 従来の研究状況: これまでの研究では、LEDは車両の前方照明に有望であるものの、標準生産には高コストでルーメン出力が不十分であるといった課題に直面していることが示されていました。効率を確保し、色ずれを防ぐためにLED接合部温度を最大許容限界（例：125°C）未満に維持することの重要性は十分に確立されていました。熱ソリューションは、デバイス、パッケージ、基板、システムレベルを網羅する包括的なものである必要があり、設計と解析にはしばしばCFDが用いられることが認識されていました。 研究の目的: 本研究の主な目的は、自動車のヘッドライトに使用することを目的とした高輝度LED用のアクティブ液体冷却ソリューションを調査、設計、最適化することでした。この研究は、LEDからの熱を効果的に放散し、その接合部温度を安全な動作限界内に維持できる熱管理システムを開発することを目的としていました。 中核研究: 本研究では、さまざまな冷却戦略を体系的に評価し、アクティブ液体冷却システムを設計しました。 5. 研究方法論 研究デザイン: 本研究は、自動車用LEDヘッドライト向けのさまざまな冷却技術（空冷、パッシブ液体冷却、アクティブ液体冷却）の比較分析を含んでいました。LEDデバイスからパッケージ、基板、およびシステム全体に至るまでの熱問題に対処する、多段階の熱設計アプローチに従いました。アクティブ液体冷却が選択された後、さまざまなシステム構成が研究され、選択された構成はその後、熱最適化の対象となりました。 データ収集・分析方法: データ収集と分析の主な方法は、計算流体力学（CFD）を用いた熱シミュレーションでした。商用CFDソフトウェアであるFloTherm（バージョン6.1）を利用して、LEDパッケージ、IMS基板、ヒートシンク、およびヘッドランプエンクロージャ内の完全な液体冷却システムをモデル化しました。これらのシミュレーションにより、温度プロファイル、熱流路、および圧力損失特性が得られ、熱管理ソリューションの評価と最適化が可能になりました。 研究トピックと範囲: 本研究は、特に自動車のヘッドライト用途向けの高輝度白色LEDの熱管理に焦点を当てました。その範囲は以下の通りです。 6. 主な結果: 主な結果: 図の名称リスト: 7. 結論: 本稿は、新しいヘッドライト用途向けにカスタマイズされた高輝度LED用のアクティブ液体冷却ソリューションの選択と最適化の手順を示しています。空冷およびパッシブ液体冷却は、LED接合部温度を最大許容レベル以下に維持するには不十分であるか、実際の用途では実現不可能であることがわかりました。これらのソリューションの一部は純粋に熱的な観点からは適切かもしれませんが、光学的および機械的設計を考慮に入れるとそうではありません。したがって、適切な熱管理ソリューションを求める際には、ヘッドライト設計のすべての側面を考慮に入れる必要があります。 したがって、これらの状況下では、アクティブ液体冷却が最適な冷却ソリューションとして選択されます。本稿では、アクティブ液体冷却のいくつかの異なるシステム構造が研究され、比較されています。そして、熱性能を最大化するために、液体流量とヒートシンクの熱最適化が実施されます。最適な熱ソリューションの探索において、熱管理だけが焦点となる要因ではありません。製造可能性や製品仕様など、関連するすべての問題も考慮に入れられます。 より明るい白色LEDの開発に伴い、特定の光出力に必要な駆動電力は将来的に継続的に減少するでしょう。したがって、熱放散も減少します。システムの電力要件の低減と熱放散の低下により、冷却ソリューションは再びパッシブ空冷のみに簡素化される可能性があります。 8. 参考文献: 9.
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user 05/09/2025 Aluminium-J , automotive-J , heat sink-J , Technical Data-J Applications , CAD , CFD , cold plate , Computational fluid dynamics (CFD) , cooling solutions , Efficiency , Heat Sink , 자동차 , 히트 싱크 本稿は、「7th. Int. Conf. on Thermal, Mechanical and Multiphysics Simulation and Experiments in Micro-Electronics and Micro-Systems, EuroSimE 2006」に掲載された論文「Thermal Management of Bright LEDs for Automotive Applications」に基づいています。 1. 概要: 2. 要旨: 高輝度白色発光ダイオード（LED）は、屋外照明、タスク照明、装飾照明、さらには航空機や自動車の照明（自動車のヘッドライトを含む）など、多くの照明用途で非常に有望であることが示されています。本稿の目的は、自動車用途におけるこのようなLEDの冷却ソリューションを調査することです。本研究では、デバイスから基板、システムレベルまでの熱設計が実施され、最適な熱性能を見つけるための最適化作業が行われました。自然対流と強制対流の両方が検討され、この特定の用途における各ケースについて結論が導き出されています。 3. 緒言: GaNベースの材料技術の進歩に伴い、高輝度白色LED技術は過去数年間で飛躍的に発展しました。小型パッケージサイズ、スタイリングの柔軟性、白熱光源に対する優れた性能により、LEDはブレーキランプ、方向指示器、テールランプなど、今日の多くの自動車外装に広く使用されており、一部のコンセプトカーでは前方照明としても登場しています。しかし、現在、ヘッドライト用途に特化したLEDはありません。現在、LEDは生産車両向けには高コストなソリューションであり、十分なルーメン出力を提供していません。法的要件では、ヘッドランプにはランプあたり750 lmが必要とされています。しかし、現在の平均的な高輝度LEDの出力はわずか40 lm/Wであるため、基準を満たすためにはより多くのLEDとより高い駆動電力が必要となります。光出力の要求が高まるにつれて、LEDの駆動電力は継続的に増加します。LEDパッケージの熱管理は、これらのデバイスの効率、性能、信頼性に大きな影響を与えるため、ますます重要になっています。ダイオード接合部温度の上昇の結果、LED効率の低下と発光波長のシフトが生じます。したがって、高効率と比較的固定された波長を達成するためには、LEDを最大動作温度（すなわち125°C未満）よりも十分に低く保つための熱ソリューションが望まれます。これを達成するために、熱ソリューションは包括的であり、デバイス、パッケージ、基板、システムレベルのすべてのレベルで熱問題に対処する必要があります。この用途では、市販のベアダイ高輝度LEDが使用されます。適切な熱管理ソリューションの探索をサポートするために、すべてのレベルで計算流体力学（CFD）を使用した熱シミュレーションが実施されました。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: LEDからの光出力増加の要求は、より高い駆動電力につながり、その効率、性能、信頼性のために効果的な熱管理が不可欠となります。LED接合部温度の上昇は、効率の低下と発光波長のシフトをもたらします。自動車用途、特にヘッドライトでは、最適で安定した性能を確保するために、LED接合部温度を最大動作限界（例：125°C未満）よりも十分に低く維持することが重要です。 従来の研究の状況: 本論文では、LEDは自動車の外装照明に一般的であるが、ヘッドライト用途に特化したLEDはまだ標準ではないと指摘しています。現在のLEDは高価であり、ヘッドランプにはランプあたり750 lmが必要とされる生産車両には十分なルーメン出力を提供していません。現在の高輝度LEDが約40 lm/Wを出力することを考えると、必要な照明を達成するには、より多くのLEDをより高い電力レベルで動作させる必要があり、それによって高度な熱管理戦略の重要な必要性が強調されます。 研究の目的: 本稿の主な目的は、自動車用途、特にヘッドライトに使用される高輝度LEDの最適な冷却ソリューションを調査し、特定することです。この研究には、デバイスレベルから基板およびシステムレベルまでの包括的な熱設計プロセスと、可能な限り最高の熱性能を達成するための最適化作業が含まれます。この研究では、自然対流と強制対流の両方の冷却方法を検討しています。 研究の核心: 研究の核心は、15個のCree XBright900 LEDで構成されるシステムの熱設計と最適化でした。各LEDは最大2.5Wの熱を発生させることができ、5枚の基板にそれぞれ3個のLEDが配置されました。研究の主な側面は次のとおりです。 5. 研究方法論 研究デザイン: 本研究では、LEDダイ（デバイスレベル）からパッケージ、絶縁金属基板（IMS基板）、そしてヒートシンクとその動作環境（例：ヘッドライトエンクロージャ）を含むシステムレベルまでの熱管理問題に対処する、多段階の熱設計戦略を採用しました。反復的な最適化手法は、特にヒートシンクの設計プロセスにおいて中心的であり、相反する設計パラメータ（例：熱性能対重量、サイズ、製造可能性）のバランスをとることを目的としました。この研究は、Cree XBright900 LEDを使用するシステムに焦点を当て、5枚の基板に15個のLEDを分散させた構成（基板あたり3個のLED）で行われました。 データ収集と分析方法:
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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.
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この入門記事は、”[Publisher]”によって公開された論文 “[Data Models for Casting Processes – Performances, Validations and Challenges]” に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: データ駆動モデルとそれに関連するデータ学習および訓練スキームは、軽金属鋳造プロセスに活用できます。本論文では、垂直ダイレクトチル鋳造および高圧ダイカスト (HPDC) アプリケーションのためのデータ訓練および学習演習とともに、データモデル構築プロセスの基礎を紹介します。効率的なデータベース構築、データ変換とサンプリング、およびリアルタイムモデル構築と検証の概念について簡単に説明します。厳密な性能研究は、2つの実世界のケーススタディに対して追加で実施されました。モデル構築手法には、データソルバーとインターポレーターのさまざまな組み合わせが適用され、データ訓練には機械学習スキームが使用されています。 3. 導入: データ駆動型およびハイブリッド物理-データ駆動型技術は、プロセスモデリングスキームをよりデジタル指向およびサイバーベースの製造プロセスへと変革しています。これらのデジタル化変革は、より迅速かつ効果的なモデリングを通じて、エネルギー効率、生産性、およびイノベーションを促進します。鋳造プロセスは、金属およびプラスチック部品を製造するために使用されてきた最も伝統的な材料プロセスの1つです。アルミニウムやマグネシウムのような軽金属の場合、さまざまな鋳造プロセスが、妥当な強度を備えた高品質の部品を製造するために使用されています [1]。データリアルタイムおよび縮小モデルは、初期設計のペースを上げ、鋳造機械を制御することにより、これらの鋳造プロセスのデジタル化において重要な役割を果たすことができます [2]。これにより、ダウンタイムの準備とコストのかかる反復的な試行錯誤が削減され、新しいプロセス設計のための材料とコストが節約されます [3]。連続ダイレクトチル鋳造のような材料プロセスを改善する機会は数多くあります。たとえば、新しい鋳造セットアップ (合金成分など) の計画中や、適切なパラメータセットを選択する際などです。数値シミュレーションはこれらのプロセスを最適化するのに役立ちますが、単一のプロセスパラメータセットの結果を評価するには計算コストが高くなります [4]。本論文では、効率的なデータモデルの作成、その性能、検証、および鋳造プロセスにおける課題の概要を示します。適切なデータソルバーとインターポレーターの組み合わせの役割、データ学習と訓練の効果が検討され、適用可能性と信頼性の問題が精査されました。垂直ダイレクトチル鋳造 (VDCC) および多サイクル高圧ダイカスト (HPDC) の2つの実世界のケーススタディが検討されました。プロセス入力パラメータの変動に基づく応答の予測と推定の可能性が、さらなるプロセス最適化と制御のために検討されました。 4. 研究の概要: 研究トピックの背景: 本研究は、プロセスモデリングをデジタル指向およびサイバーベースの製造へと変革する上で、データ駆動型およびハイブリッド物理-データ駆動型技術の重要性が増していることに取り組んでいます。伝統的な材料プロセスである鋳造は、データモデルによるデジタル化がエネルギー効率、生産性、およびイノベーションを向上させることができる分野として特定されました。 先行研究の状況: 洗練された多物理的有限要素 (FE) および数値流体力学 (CFD) 技術を使用した数値シミュレーションが鋳造プロセスモデリングに利用されていますが、特にさまざまなプロセスパラメータを評価するには計算コストが高くなります。この制限は、迅速なプロセス最適化と設計を妨げます。 研究の目的: 本論文の目的は、鋳造プロセス用の効率的なデータモデルの作成、性能、検証、および課題の概要を提供することです。データソルバーとインターポレーターの役割、データ学習と訓練の効果、および鋳造におけるデータモデルの適用可能性と信頼性を調査します。 コアスタディ: 本研究の核となるのは、垂直ダイレクトチル鋳造 (VDCC) と多サイクル高圧ダイカスト (HPDC) という2つの異なる鋳造プロセスに焦点を当てたケーススタディを検討することです。この研究では、さまざまなデータソルバーとインターポレーターの組み合わせを検討し、データ訓練に機械学習スキームを採用することにより、プロセス応答を予測および推定するデータモデルの可能性を探ります。この研究では、産業用鋳造アプリケーションの文脈におけるこれらのデータモデルの性能、検証、および精度を精査します。 5. 研究方法論 研究デザイン: 本研究では、垂直ダイレクトチル鋳造 (VDCC)
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user 03/23/2025 Aluminium-J , automotive-J , Technical Data-J Applications , CAD , CFD , Computational fluid dynamics (CFD) , Efficiency , Electric vehicles , Microstructure , Review , 自動車産業 , 자동차 산업 , 해석 この論文概要は、[‘軽量電気自動車の設計 (Design of Lightweight Electric Vehicles)’]論文に基づいており、[‘ワイカト大学’]に提出されました。 1. 概要： 2. 研究背景： 研究テーマの背景： 本研究は、ガソリン価格の高騰とガソリン車排出ガスの環境への影響により、軽量電気自動車の重要性が増している背景から始まりました。軽量電気自動車の設計と製造は、継続的な輸送問題に対する解決策として提示されています。 既存研究の現状： 電気自動車に関する既存の研究と文献をレビューし、電気自動車の歴史、設計、開発に焦点を当てています。文献レビューでは、ハイブリッド車 (hybrid vehicles)、水素燃料電池車 (hydrogen fuel cell vehicles)、バイオ燃料 (bio-fuels)、バッテリー式電気自動車 (battery electric vehicles) など、さまざまな車両オプションを取り上げ、1880年代から21世紀までの電気自動車の開発段階に関する詳細な歴史的概要を提供します。また、軽量車両設計 (lightweight vehicle design)、自動車産業における軽量合金 (light weight alloys)、基本的な車両力学 (fundamental vehicle mechanics) についても触れています。 研究の必要性： 本研究は、原油資源の有限性と輸送部門からのCO2排出量削減の緊急性によって必要性が提起されました。ニュージーランドの個人輸送への依存度と、世界的に強化される排出規制および燃費基準は、電気自動車のような代替車両技術の必要性を強調しています。本研究は、軽量設計と高度な材料が電気自動車の実用性を向上させる可能性を探求することを目的としています。 3. 研究目的と研究課題： 研究目的： 本研究の主な目的は、輸送問題の解決策として、ウルトラコミューター (Ultracommuter) という軽量電気自動車の動作可能なプロトタイプを設計および製作することです。副次的な目的は、バッテリー式電気自動車におけるガンマチタンアルミナイド部品 (gamma titanium aluminide components) の使用の可能性を調査することです。 主要な研究内容： 主要な研究内容は以下のとおりです。 研究仮説： 明示的に仮説として提示されていませんが、本研究は以下の前提の下に進められます。 4. 研究方法論 研究設計：
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![Fig. 1 (a) Injection moulding process and machine, (b), a complex mould structure, (c), some main parts of automobile fabricated by injection moulding process [9].](https://castman.co.kr/wp-content/uploads/image-2601-570x342.webp)
