設計者が一番気になるCAEの勘所 (基礎編 + 応用編) 2日セミナー

2025年5月13日「設計者が一番気になるCAEの勘所 (基礎編)」

　現在、製品開発の中でCAE (数値シミュレーション) が多く使われています。テレビやネットで、コンピュータ画面に現れる自動車の衝突時の破壊状態などを見る機会もあるのではないでしょうか。開発スピードがどんどん速くなっている昨今、時間の短縮や工数負荷の軽減に「CAE検証」の活用がどんどん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手法は、今まで現物で行ってきた評価や検証を開発の上流の設計データの時点で行い、課題の抽出と解決していく手法です。この手法を用いて、設計に根拠を持たせているのです。 　今回は、CAEを行うための最初の一歩として、「CAEとはなにか」という基本から説明し、必要となる知識やツール、基本的な操作方法などの基礎知識を皆さんにお伝えしたいと考えます。

1. 設計・開発におけるCAEの必要性
   1. CAEで何がわかるのか
   2. 気になる部分を仮想実験
   3. CAEを行う準備
      • 知識
      • ツール
      • 操作
2. CAEを使うためのポイント
   1. モデルの準備 (材料設定)
   2. CAE計算の準備
      • メッシュ作成
      • 接触
      • 固定 等
   3. 計算のための設定
      • モデルの拘束
      • 荷重の印加 他
3. CAEを行うメリット
   1. 時間の短縮〜モノづくり前にしっかり確認〜
   2. コストと調達〜適切な材料、適切な入手〜
   3. 障害の原因特定〜なぜ発生したのか〜
4. まとめ
• 質疑応答

2025年5月22日「設計者が一番気になるCAEの勘所 (応用編)」

　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。

1. CAEの利用場面
   1. CAE利用は多岐にわたる
   2. 結果=設計根拠
2. 堅牢性解析
   1. 破壊の「原因」と「起因」を見分ける
   2. 改善効果を可視化する
   3. 例) スマートフォンの曲げ耐力 (静解析)
   4. 例) スマートフォンの落下時障害 (動解析)
3. 防水解析
   1. 目標の防水規格は決めよう
   2. 止水構造の弱点を探る
   3. 例) 防水範囲の弱点探し (圧縮面積)
   4. 例) 防水構造が規格を満たすか (圧縮荷重)
4. 熱解析
   1. 熱の伝わり方を可視化する!
   2. 冷やす!広げる
   3. 例) 実装部品の熱を拡散させる (熱伝導)
   4. 例) 発熱を送風部品で冷却する (熱伝達,対流)
   5. 例) 熱輻射の度合を確認する (熱放射)
5. その他の解析
   1. 流体解析 〜風量・分流を整理・改善〜
   2. 形状の最適化 〜部品を軽量化!〜
   3. 射出成型シミュレーション 〜不具合予測で仕損削減〜
   4. ジェネレーティブデザイン 〜形状を自動生成する!〜
6. CAEの使いどころ
   1. 開発工程の「どのポイント」で活用するか
   2. 工程のフロントローディング
   3. CAEによる判断の意義
7. まとめ
   1. CAEで「設計者による客観的判断」
   2. 他手法との組み合わせで更なる品質向上へ
   3. 設計品質と製品品質
   4. 次の開発ステージへ
• 質疑応答