現在、製品開発のスピードが加速度的に速くなっている傾向にあります。同時に、開発現場においてはスケジュールや工数、人員に負荷がかかる状況が増加しています。その中で「設計品質」「製品品質」を確保する手段として「CAE検証」の活用の機会も広がってきています。3D-CADデータを用いた数値シミュレーションを行うことで、従来は現物で行ってきた評価や検証を開発の上流工程で行うことで、早期の課題抽出、解決を進めることができます。
また、CAEが専門性の高い部署から設計者レベルへと移行している傾向にあります。この背景には、私たちが利用する3D-CADなどの汎用的な開発ツールに備わったCAEツールでも検証が実務的に満足できるレベルに向上している状況もあります。そして設計者レベルでCAEを活用することで工程全体の負荷改善も図ることが可能と考えています。
今回は、より精度の高いCAEを行う上で必要な考え方についての「勘所 (ポイント) 」を、身近な機器の簡易モデルを通じて説明します。製品開発において精度、品質、開発期間、開発費用にどのような効果をもたらすか、事例を交えて説明させていただきます。
- CAEの利用場面
- CAE利用は多岐にわたる
- 結果=設計根拠
- 堅牢性解析
- 破壊の「原因」と「起因」を見分ける
- 改善効果を可視化する
- 例) スマートフォンの曲げ耐力 (静解析)
- 例) スマートフォンの落下時障害 (動解析)
- 防水解析
- 目標の防水規格は決めよう
- 止水構造の弱点を探る
- 例) 防水範囲の弱点探し (圧縮面積)
- 例) 防水構造が規格を満たすか (圧縮荷重)
- 熱解析
- 熱の伝わり方を可視化する!
- 冷やす!広げる
- 例) 実装部品の熱を拡散させる (熱伝導)
- 例) 発熱を送風部品で冷却する (熱伝達,対流)
- 例) 熱輻射の度合を確認する (熱放射)
- その他の解析
- 流体解析 〜風量・分流を整理・改善〜
- 形状の最適化 〜部品を軽量化!〜
- 射出成型シミュレーション 〜不具合予測で仕損削減〜
- ジェネレーティブデザイン 〜形状を自動生成する!〜
- CAEの使いどころ
- 開発工程の「どのポイント」で活用するか
- 工程のフロントローディング
- CAEによる判断の意義
- まとめ
- CAEで「設計者による客観的判断」
- 他手法との組み合わせで更なる品質向上へ
- 設計品質と製品品質
- 次の開発ステージへ
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