はじめに

本項では、Simufact Engineering社が開発し、NDESが販売・サポートを担う、メタルフォーミングプロセスシミュレーションシステム「Simufact.forming」と、溶接シミュレーションシステム「Simufact.welding」の新機能紹介、およびSimufactプロダクトが提唱している「プロセスチェーン」の概要をご紹介いたします。

Simufact.formingの新機能紹介

Simufact.formingは、現在、最新バージョン13.3.1をお客さまにご提供しています。バージョン13.3.1は、バージョン12から新たに追加した「カシメ/ジョイント」モジュールにおいて機能強化を図りました。その他にも、摩擦圧接、抵抗溶接が扱える「圧接」モジュールを追加しています（図1）。

「カシメ/ジョイント」モジュールは、セルフピアシングリベット（SPR）、クリンチングなどのメカニカルジョイニング（機械的接合）を扱うことができます（図2）。

メカニカルジョイニングの接合性の評価には、インターロック、出代、下板最小肉厚部の寸法および成形荷重の把握が重要になります。バージョン13.3.1 は、特にSPR について、これらを自動で測定する機能を備えているため、極めて容易に接合性を評価することができます。これにより、リベット形状、板厚、金型形状などといった接合条件が接合性に及ぼす影響について、より早く確実な評価を行うことができます（図3）。

「圧接」モジュールは、摩擦圧接を扱えます。摩擦圧接とは、高速回転させた部材に固定部材を押し付けたときに、接触面に発生する摩擦熱を利用して接合する方法です。Simufact.formingは、摩擦圧接を2次元モデルとして計算できるのが特長です。これにより、圧接条件が接合部における材料の流れ（バリの形状）や発熱に及ぼす影響について、短い計算時間で評価を行うことができます（図4）。

さらに、「圧接」モジュールは抵抗溶接も扱えます。抵抗溶接とは、ジュール発熱を使うことで接触面を溶融させて接合する方法です。電流値、材料の電気抵抗率（電気伝導率）、接触面における電気伝導率、電極の加圧条件などを設定することで、発熱や加圧による変形を計算・解析できます。

※「カシメ/ジョイント」モジュールおよび「圧接」モジュールはオプションです。

Simufact.weldingの新機能紹介

Simufact.weldingは、現在、最新バージョン5.0.1をお客さまにご提供しています。バージョン5.0.1は、「スポット溶接」モジュールを新たに追加しています（図5）。

「スポット溶接」モジュールは、スポット溶接ガンの動作として、CタイプおよびXタイプを定義できます。また、ISO 5821に準拠した電極形状をあらかじめ用意しています。そのため、事前に電極形状を用意することなく、モデリングが可能です。もちろんユーザーが作成した電極形状も使用できます（図6）。

※「スポット溶接」モジュールは、オプションです。

プロセスチェーン

Simufact.formingおよびSimufact.weldingは、データの互換性を持っています。この２つのプロダクトを連携させることにより、「溶接後の塑性加工」「塑性加工品の溶接」というような「プロセスチェーンのシミュレーション」を可能にします。

例として、自動車のクラッシュボックスの製作におけるプロセスチェーンの考えをご説明します（図7）。この製品は、ボックス部および支持部で構成されています。ボックス部は、ロールフォーミングにより成形した２つの部品を溶接によって接合しています。支持部は、板材の絞り成形にて製作しています。それぞれ"プロセスヒストリー"を持った２つの部品を、最終的に溶接にて接合しています。これは、実際の製造現場で行われている工程を忠実にシミュレーションしていることになります。

このように、Simufactプロダクトを連携させて、原材料からの製造工程を連続的にシミュレーションすることで、最終製品の特性をより正確に予測するというのが、Simufactのプロセスチェーンの考え方です。

おわりに

Simufactプロダクトの開発では、新機能を追加する以外に、既存機能の安定性、精度および正確度の向上にも取り組んでいます。今後のバージョンアップにご期待ください。

また、本項で紹介したモジュールのオプションとなる「カシメ/ジョイント」「圧接」および「スポット溶接」につきましては、担当営業までお気軽にお問い合わせください。

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