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Demisaş社事例(トルコ;鋳鋼):ゼロから引け巣を解消する

Demisaş社は、ディサマチック鋳造ラインで鋳鉄部品を製造するリーディングカンパニーです。あるダクタイル鋳鉄製ブレーキキャリパー部品について、基準を超えた高い確率で引け巣欠陥が発生し、生産量が多いため特に問題となっていました。同社は、 MAGMASOFT®のオートノマス・エンジニアリングのアプローチを用いて、欠陥の根本原因を特定し、部品の引け巣を防ぐことにしました。


まず、Demisaş社のエンジニアは、社内の品質と鋳造の統計を精査しました。その結果、ある製品に最も問題があり、その平均スクラップ率は5.5%であることがわかりました。この製品の欠陥は、X線検査と機械加工を行う前にすでに検出されていました。そこでエンジニアは、この欠陥の根本原因を仮想的に特定するために、シミュレーションを実行することにしました。

Fig.1 予測された不良箇所と品質検査結果の比較
最適化されたロバストなプロセスを確立するために、MAGMASOFT®を使用して仮想実験計画法(DOE)を実施しました。このDOEでは3種類のフィーダーネック設計と、炭素とケイ素の異なる合金組成が検討されました。これにより、引け巣をなくすための最適なプロセス条件を定義することができました。タスクを効率的に進めるため、DOEでは凝固シミュレーションのみを実行し、64種類の条件を検討しました。その結果、問題を軽減するための最適な合金組成が示され、フィーダネックの大きさは引け巣の解消にほとんど影響しないことが示唆されました。



Fig.2 押し湯形状最適化による初期方案と最適化された方案の形状比較
しかしながら、合金組成を最適化したことで多少の改善はみられたものの、引け巣欠陥は基準を上回るレベルで存在することが明らかになりました。そこでDemisaş社は、押湯位置を変数として考慮した別のDOEを実施することにしました。
最初のDOEでは、押し湯サイズは鋳造品質にあまり大きく影響しないことが示されました。そのためエンジニアは、問題は主に溶湯補給の距離に起因するものと結論付けました。よって、今回のDOEでは押湯の位置がパラメータとして設定されました。評価基準としては液相率、ポロシティ(引け巣)、ホットスポットを選択し評価しました。充填および凝固解析 を計算対象とし、合計で4種類の計算が実行されました。
この成功事例の後、Demisaş社は他の問題のあるパターンに対してもMAGMASOFT®のオートノマス・エンジニアリングを適用することを決めました。また、新しいパターンにおいてより効果的に機能するように、開発プロセスを見直すことを決めました。



Fig.3 引け巣と補給経路に対する押し湯位置の感度が明確となった4条件の比較結果

会社紹介:Demisaş社

トルコのDemisaş社は1974年に設立され、ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、CGI鋳鉄を扱っています。現在ではブレーキや保安部品など幅広い分野をカバーしており、欧州鋳造業界におけるリーディングカンパニーの1つとなっています。
本記事は、NMAGMA社の下記ウェブサイトに公開されている記事「https://www.magmasoft.de/en/company/publications/reference/Eliminating-Porosity-from-Scratch/」を日本語訳したものです。

Demisaş社

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鋳造プロセスシミュレーションソフトウェア MAGMASOFT

MAGMASOFTは、幅広い鋳造プロセスに対応した鋳造プロセスシミュレーションソフトです。湯流れ・凝固から熱処理や残留応力・変形などの解析・評価できるハイエンドな機能を取り揃えており、使いやすいGUIや結果評価機能、標準搭載の最適化機能により、鋳造課題の見える化を実現します。