ロバスト性

プレス成形業界において、ロバスト性は重要な課題です。これまで企業は、生産段階におけるプレス成形のロバスト性に注目し、生産部や品質管理部が管理してきました。近年は最新のシミュレーション・ソフトウェアによって、製品および金型設計の初期段階から、プレス成形のロバスト性を検討できるようになりました。つまり、ロバストなプレス成形工程を実現するために、最適な製品設計や金型設計を開発することができます。

ロバスト性解析では、事前に定義した工程条件をもとに、深絞り工程の安定性を解析します。日々の生産現場では、ある日は部品を円滑に生産でき、その翌日には生産条件に全く変更がないのに、不良品が発生することがあります。これは成形工程の加工バラツキや変動幅によるものです。

実際の生産条件下では、絞りのパラメータに、重要で不可避かつ制御不能なバラツキが存在します。これらのバラツキは、2つのクラスに分類できます。

  • 成形工程パラメータの加工バラツキ: ドロービードの拘束力、金型の磨耗によるフィレット半径、プレスの状態によるクッション圧の変動、潤滑の変動等
  • 材料特性の加工バラツキ: コイルごとやサプライヤごとに異なる降伏強度、引張強度、r-値等

ロバスト性解析は、ノイズ変数が成形工程に与える影響を解析します。ユーザーは、各加工バラツキの変動幅を、平均値や関連する標準偏差として定義します。この変動幅をもとに、複数のシミュレーションを実行します。そして感度解析で実行したものと同じ解析を使い、すべてのシミュレーションを解析します。しかしこれは設計パラメータではなく、ノイズ変数の変動幅をもとに解析しています。このように、ノイズ変数に依存する品質が計算されます。ロバスト性解析では、さまざまなパラメータに共通する加工バラツキの影響下で、成形工程が安定しているかを検証できます。

ロバスト性解析のノイズ変数 ロバスト性解析の
ノイズ変数の入力図
ロバスト性解析のロバストな工程ウィンドウ ロバスト性解析によって
効率よく安定した工程が定義できます

ノイズ変数の影響や感度が既知であれば、それに応じて成形工程を設計できるため、

  • 加工によるバラツキが結果の目標品質に影響を与えることはありません。
  • 不良品は最小限に止まり、また生産効率は増加します。
  • 材料の品質管理の公差限界値を定義できます。

選択したノイズ変数に対する成形工程の安定性と能力を、結果から予測します。ロバスト性解析を実行することで、ノイズ変数を考慮した最善の成形条件を含む、ロバストな工程ウィンドウを検討できます。

プレス成形のロバスト性を検討することで、成形上の不具合を車両開発サイクルの早期段階で解決できるため、時間と資源の節約につながります。つまり新車モデルをより早く市場へ届けることが可能になり、市場競争力が高まります。

AutoFormロバスト性解析についての詳細情報:

フォード車のロバストな生産[英語版]

ロバストなプレス成形の設計 - 製品および金型の設計[英語版]

感度解析、 最適化およびロバスト性のソフトウェア

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