高品質・異材接合・低歪み。製造プロセスの革新を実現します。 摩擦攪拌接合（FSW）とは？ 摩擦攪拌接合（Friction Stir Welding）は、材料を溶かすことなく、特殊なツールを回転させながら圧力を加えて接合する画期的な「固相接合技術」です。融点以下の温度で接合するため、従来の溶融溶接で発生しがちだった気孔（ブローホール）や割れなどの欠陥がなく、極めて高品質な接合部を実現します。 FSWが選ばれる理由：6つのメリット 主な適用分野 当社のFSW技術は、最先端産業のクリティカルな部品製造に採用されています。 キャストマンの強み：選ばれる技術力 お問い合わせ 貴社の課題を、次世代の接合技術で解決しませんか？ 摩擦攪拌接合（FSW）に関するご相談、試作・量産のお見積りは、お気軽にお問い合わせください。専門スタッフが、お客様の製品開発を強力にバックアップいたします。 Contact UsTel : +82-31-351-5022Fax: +82-31-351-5033E-mail : sales@castman.co.kr
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本要約は、「Faculty of Mechanical Engineering TUL」より発行された修士論文「Innovation and design of the battery box for electric vehicles」に基づいています。 1. 概要: 2. 抄録: 本修士論文は、電気自動車用の新しいバッテリーボックスの革新と設計に焦点を当てています。論文の最初のセクションでは、リチウムイオン電池を使用する電気自動車の現在のテーマを概説するための文献レビューから始まり、熱管理システムとバッテリーボックス構築用材料の選択に関する包括的な理解を提供します。さらに、最初のセクションでは、特許データベースと非特許データベースの両方で見つかったバッテリーボックスに関連する現状とアイデアに関する情報を調査および検討することも含まれています。その後、5つの概念設計が開発され、それぞれにその技術システムを詳述する説明と図解スケッチが付随しています。最終的なコンセプトは、3Dモデルの作成を容易にするために、AHP（Analytic Hierarchy Process）法を使用して特定の基準に基づいて選択されました。最後のセクションでは、エンクロージャー内の角形バッテリーセルによって生成される温度を計算するために数値シミュレーションを利用します。この論文には、最終コンセプトの図面と選択されたシステムコンポーネントの部品図も含まれています。 3. 緒言: 電気自動車（EV）産業の推進への投資は、原油輸入を削減し、CO2排出量を抑制して環境負荷を最小限に抑えることを目的とする多くの政府の主要な焦点となっています。政府からの広範な政策支援により、EV産業の成長率と電気自動車の年間生産率は年々大幅に増加しています。化石燃料車の内燃機関（ICE）から離れるというこの一般的な傾向は、電気自動車が最も成熟した代替推進技術であるため、電気自動車（EV）に対する高い需要をもたらすでしょう。このような変化の背景には、EVのトランスミッションシステムを駆動するための主要な電源であるバッテリーパックなどのエネルギー貯蔵システムの開発があります。電気自動車は、直列または並列に接続された数千のセルで構成されるバッテリーモジュールからなるバッテリーパックにエネルギーを貯蔵します。最も一般的に使用されるバッテリーは、リチウムイオン二次電池です。バッテリーモジュールのアセンブリで構成されるバッテリーパックは、電気自動車の主要な電力伝送源です。電気自動車の実際の運転中、バッテリーパックとそのエンクロージャーは、さまざまな道路勾配による外部振動や衝撃などの過酷な環境条件にさらされます。これにより、さまざまな程度の応力と変形が発生します。車両の安全性はバッテリーパックの安全性に大きく依存し、それは変形や振動衝撃に耐える能力などの機械的特徴に依存します。さらに、車両の航続距離を延ばし、バッテリーパックのライフサイクルを延ばすことができるため、軽量車両が好まれます[1]。最近、車両設計と交通安全強化のためのバッテリーパックの開発が慎重に見直されています。研究開発（R&D）セルの電極材料と設計、バッテリーパックの熱設計、新しい充電構成、充電インフラストラクチャ、および充電状態（SOC）や健康状態（SOH）などのバッテリー状態を推定するためのバッテリーモデリング方法に、より大きな重点が置かれています[2]。既存の研究は、短絡、熱暴走など、ドライバー、車両、道路の安全性を損なう可能性のある不測の事態を防ぐことを目的としています[3]。バッテリーとバッテリーパックの主な敵は温度です。バッテリーの内部抵抗反応から生じるジュール効果と、バッテリーの化学反応によって生成される反応熱により、バッテリーパックに大きな熱負荷がかかります。走行中に電気自動車から熱を放散できない場合、バッテリーの性能とライフサイクルに確実に影響を与え、安全性に重大なリスクをもたらす可能性さえあります[4]。既存のバッテリーパックの冷却問題について、研究者たちは、空冷方式、液冷方式、相変化材料冷却方式など、一連のバッテリー熱管理ソリューションを作成しました。安全な操作のためには、バッテリー温度を50°C未満に維持する必要があると提案されています[5]、[6]。 バッテリーパック設計のもう1つの基準は価格です。主なコストはバッテリーセルと組み立てプロセスです。バッテリーセルは実際にはバッテリーメーカーによって価格が設定されますが、組み立てコストはバッテリーパックの設計によって異なります。バッテリーパックの設計者は、全体的なコストを可能な限り安くする必要がありますが、それでも高性能と安全性が求められます。材料の選択とコンポーネント設計などの組み立て方法は、バッテリーモジュールとバッテリーパックの費用対効果を決定する上で重要です[7]。 4. 研究の要約: 研究トピックの背景: 電気自動車（EV）の普及が進むにつれて、バッテリー技術、特にバッテリーボックスの設計と革新における進歩が求められています。バッテリーボックスは重要なコンポーネントであり、リチウムイオンバッテリーパックを収容し、さまざまな動作条件下での安全性、熱安定性、構造的完全性を確保します。効果的な熱管理は過熱や熱暴走を防ぐために最も重要であり、材料選択は重量、コスト、耐久性に影響を与えます。 従来の研究状況: 文献レビューでは、熱管理システム（能動的および受動的冷却、加熱）、バッテリーパック用材料の選択（鋼鉄やアルミニウムなどの金属、プラスチック、複合材料）、熱暴走現象と緩和策（モジュールおよびセルレベルでの熱障壁）、振動分離、バッテリーパックの配置戦略について取り上げました。特許調査によると、複合コンポーネントの使用、有機材料の使用、シーラントおよび接合技術の使用、爆発/衝撃耐性の向上、冷却サブシステムの統合、盗難防止（高価な）バッテリーの開発などの分野で活発な開発が行われていることが示されました。特許から特定された主要な革新の可能性には、繊維の使用、透明性、断片化、自動化、脈動、対称性が含まれます。中国はEVバッテリーボックスの特許出願における主要国です。非特許調査では、市場にはさまざまなバッテリーボックスのコンセプトと材料が存在し、重量を削減するために適切な場所で適切な（多くの場合非金属の）材料を使用するマルチマテリアルアプローチが増加傾向にあることが明らかになりました。カバーおよびバッテリーサブシステム全体のモジュラーソリューションも普及しています。バッテリーボックスと電気自動車用エンクロージャーは、潜在的な成長と安全上の懸念の最も重要な分野の1つと見なされているため、試験施設の開発も重要な革新の機会です。 研究の目的: 本修士論文の目的は、軽量設計の達成に主眼を置き、電気自動車用の新しいバッテリーボックスのための革新的な設計戦略を探求することです。これには、構造的完全性や安全性を損なうことなく全体の重量を最適化することを目的として、軽量バッテリーボックスを開発するための材料を徹底的に調査することが含まれます。この研究には、電気自動車用バッテリーボックスの現状に関する詳細な調査が含まれ、既存の設計、使用されている材料、問題点、製造プロセスを探求します。この情報を統合することにより、改善のための課題と機会を特定し、バッテリーボックスのための5つの革新的な概念設計を生成し、詳細な3Dモデルを作成するための最良の最終コンセプトを選択し、最終的なバッテリーボックスコンセプトの3Dモデル内の温度分布を計算および分析するために数値シミュレーション技術を利用します。 中核研究: 中核研究はいくつかの段階で構成されていました。 5. 研究方法論 研究設計: 本研究は多段階のプロセスとして設計されました。 データ収集と分析方法: データ収集: 分析方法: 研究トピックと範囲: 主要な研究トピックは、安全性や構造的完全性を損なうことなく軽量設計を達成することに重点を置いた、電気自動車用の新しいバッテリーボックスの革新と設計です。研究の範囲は次のとおりです。 6. 主な結果: 主な結果: 図のリスト: 7. 結論: 本修士論文は、電気自動車用の新しいバッテリーボックスの革新と設計に焦点を当て、主な目標は軽量設計の実現でした。これは、弾力性があり、機能的で、大幅に軽量化されたバッテリーボックスを構築するための材料に関する包括的な調査を通じて、熱心に追求されました。作業の最初の部分では、リチウムイオン電池を使用する電気自動車（EV）バッテリーボックスに関する徹底的な文献レビューが行われ、熱管理と材料選択が強調されました。主な側面には、バッテリーの性能と安全性に対する熱管理の重要性、発熱に影響を与える要因、現在の熱管理ソリューションが含まれていました。この研究では、特許および非特許データベースからの現状と革新的なアイデアも調査し、中国の重要な特許活動と、軽量化のためのマルチマテリアル（多くの場合非金属）アプローチの市場動向に注目しました。このレビューと情報収集に続いて、5つの概念設計が開発されました。分析階層プロセス（AHP）を分析に採用し、コンセプト2を優先的な選択肢として選択しました。コンセプト2のバッテリーボックスは、堅牢な強度を維持しながら重量を削減するために、複合材料、特に炭素繊維で設計されています。優れた耐衝撃性、効果的な熱伝導性、耐久性、および長寿命を示します。その熱管理システムには、アルミニウム液体冷却プレートと熱伝導率1 W/m.Kのサーマルパッドグレードシリコンが含まれています。パックには、それぞれ10個のSamsung SDI 94 Ahバッテリーセルを備えた12個のバッテリーモジュールが収容されており、合計120個のセルと41.4
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1.概要: 2. 研究背景: 本論文は、1900年代以降の温室効果ガス(GHG)濃度の上昇、特に内燃機関(ICE)による化石燃料の燃焼が主な原因であることを指摘しています。輸送部門はこれらの排出量に大きく寄与しており、温室効果ガス排出量削減と地球温暖化対策として、電気自動車(EV)とハイブリッド電気自動車(HEV)が注目されています。EVとHEVのパフォーマンスと寿命においてバッテリーの熱管理が重要な役割を果たすことが強調されています。 リチウムイオン電池は、高い比エネルギー密度と出力密度、軽量設計、長いサイクル寿命、比較的低い自己放電率などの利点から、EVとHEVで広く使用されています。しかし、リチウムイオン電池は熱暴走を起こしやすく、特定の条件下では火災や爆発の危険性があるという欠点も指摘されています。そのため、効果的なバッテリー熱管理システム（BTMS）が必要不可欠です。既存の研究では、液冷、相変化材料（PCM）、ヒートパイプなどが一般的なBTMSアプローチとして挙げられていますが、EVとHEVにおける空冷式BTMSに関する包括的なレビューは不足しているとして、本研究が実施されました。 3. 研究目的と研究課題: 主な目的は、EVとHEVにおける空冷式BTMSを包括的にレビューすることです。重要な研究課題としては、以下のような点が考えられます。 4. 研究方法: 本研究は、文献レビューの方法論を用いています。著者らは、空冷式BTMS、リチウムイオン電池、EV、HEVに関連するキーワードを用いて、Scopus、Web of Science、IEEE Xploreなどの関連データベースを体系的に検索したと思われます。収集された文献は、傾向の特定、さまざまな設計アプローチの評価、既存の空冷式BTMS技術のパフォーマンスと限界の評価を行うために分析されました。レビューには、実験的研究と計算流体力学（CFD）シミュレーションから得られた定量的データ（温度分布、発熱率など）が含まれている可能性があります。 5. 主要な研究結果（部分的なテキストに基づく）： 部分的なテキストから、研究の主要な結果の一部がわかります。 6. 結論と考察: 結論では、空冷式BTMSの長所と短所が要約されていると考えられます。空冷式BTMSは費用対効果が高く、実装が容易ですが、極端な動作条件（高温環境、高Cレートの充放電など）では十分な冷却性能が得られない可能性があります。考察セクションでは、冷却性能、コスト、複雑さ、重量のトレードオフについて検討し、空冷式BTMSのパフォーマンスを向上させるための潜在的な戦略（液冷やPCMなどの他の技術とのハイブリッドアプローチの検討など）を提案していると考えられます。空冷式BTMSの課題と限界に対処するためのさらなる研究の必要性が強調されているでしょう。 7. 今後の研究: 今後の研究の方向性としては、以下の点が考えられます。 8. 参考文献: Copyright and Acknowledgements: This summary is based on the paper “A novel automated heat-pipe cooling device for high-power LEDs” by Chengdi Xiao et al. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230001Copyright © 2025 CASTMAN. All rights
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1.概要: 2. 研究背景: 自動車用ヘッドライトは、運転者の視界確保に極めて重要な役割を果たしており、LEDランプは、その高いエネルギー効率と長寿命から近年注目を集めています。しかし、LEDランプは発熱量が高いため、製品寿命の短縮や効率の低下を引き起こす可能性があります。従来の水冷式冷却板やヒートパイプ方式は冷却性能に優れていますが、システム構築コストや設置スペースの制約から、その利用は限定的です。そのため、本研究は、強制対流を用いた自動車用LEDランプヒートシンクの冷却性能向上に関する研究が必要とされました。 3. 研究目的と研究課題: 4. 研究方法: 5. 主要な研究結果: 6.結論と考察: 本研究は、強制対流を用いた自動車用LEDランプヒートシンクの冷却特性を、実験と数値解析によって分析しました。空気流速の増加に伴い、ヒートシンクの温度が低下し、対流熱伝達係数が増加することで冷却効果が向上することが確認されました。実験、数値解析、理論計算の結果は同様の傾向を示し、研究の信頼性を高めています。本研究結果は、LEDランプの効率的な熱管理と製品寿命の向上に貢献するものです。実務的には、ヒートシンク設計や冷却ファン性能の最適化に役立ちます。 7. 研究の限界: 本研究は、特定モデルのヒートシンクを対象としており、他の形状のヒートシンクや様々な動作条件への一般化には限界があります。 8. 今後の研究: 様々な形状やサイズのヒートシンクに関する研究、様々な動作条件（温度、湿度など）下での研究、実際の自動車環境下での冷却性能評価、より高度な数値解析モデルの開発などが、今後の課題として挙げられます。 参考文献概要: 著作権: 本要約は、Yang Ho-Dongらの論文「強制対流による自動車用LEDランプ放熱板の冷却特性に関する研究」に基づいて作成されました。 元の論文は、韓国機械加工学会誌、第17巻、第6号、pp.117-123（2018年12月）に掲載されています。DOI : https://doi.org/10.14775/ksmpe.2018.17.6.117 本要約は、上記論文に基づいて要約作成されており、商業目的での無断使用を禁じます。Copyright © 2023 CASTMAN. All rights reserved.
半導体製造装置 HPDC 部品 高圧アルミニウムダイカストは、半導体製造装置向けに軽量で高強度な部品を作るのに適した方法です。 高圧アルミニウムダイカストで製造できる可能性のある半導体製造装置部品のリスト： 部品名 説明 ダイカストの利点 ヒートシンク 電子部品から発生する熱を放散する。 アルミニウムの高い熱伝導率、複雑な形状が可能、量産にコスト効率が良い。 シャーシ/フレーム 装置の様々な部品の構造的サポートを提供する。 高い強度重量比、良好な寸法精度。 真空チャンバー（部品） 真空チャンバー内の、正確な寸法と気密シールを必要とする部品。 良好な寸法精度、真空シールを強化するための表面処理の可能性。 治具部品 ウェーハハンドリングのためのクランプシステム、治具、工具の部品。 良好な寸法精度、再現性のある生産。 ポンプハウジング 真空ポンプまたはその他の流体処理システムのエンクロージャー。 組立てとメンテナンスが容易になるように設計できます。 ベースプレート その他の部品を支持する構造体。 高い剛性、堅牢な構造。 軽量化と剛性： 半導体製造装置は、精密な動きと安定した構造が求められる場合が多くあります。Al HPDCは、軽量化（装置全体の重量と慣性を低減）と剛性（応力下で構造的完全性を維持）のバランスを提供し、これは高速、高精度動作に非常に重要です。これは、自動車分野で軽量化が燃費とハンドリングを向上させるのと類似しています。 複雑な形状と統合： 半導体製造装置は、冷却、ガスフロー、または真空システムのための複雑な内部チャネルなど、複雑な設計を含むことがよくあります。Al HPDCが単一の鋳造で複雑な形状を製造できることは、部品数を減らし、組み立てを簡素化し、システム全体の性能を向上させる可能性があります。これは、ダイカストを使用する他の産業で観察される部品統合の利点と類似しています。 熱管理： さまざまなプロセスで発生する熱のため、効率的な放熱は半導体製造装置で非常に重要です。アルミニウムの優れた熱伝導率とダイカストが提供する設計自由度を組み合わせることで、最適化されたヒートシンク設計と部品内統合冷却チャネルを実現できます。 大量生産の経済性： 半導体製造装置は一般的に自動車部品に比べて生産量が少ないですが、特定の標準化された部品またはサブアセンブリは、特に生産量が増加したり設計がより標準化されたりする場合、HPDCのコスト効率性を活用できます。 耐食性： 半導体ファブ内の制御された環境は、過酷な条件への暴露を最小限に抑えます。しかし、アルミニウム固有の耐食性は、ダイカスト部品に追加の耐久性と信頼性を提供します。 高圧アルミニウムダイカスト部品の例： チャンバーおよびハウジング: ロボットおよびハンドリングシステム: ポンプおよびバルブ: その他の部品:
![Fig. 5. Double silica cooling structure with copper meshes (Ref. [186]).](https://castman.co.kr/wp-content/uploads/Fig.-5.-Double-silica-cooling-structure-with-copper-meshes-Ref.-186-570x342.webp)
