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Pinar Foundry社事例(トルコ;鋳鋼):時間を無駄にしてはならない

カチカチ、カチカチ...時計を一目見れば、時間がいかに速く進むかがわかります。技術の変化によってその速度はさらに速くなります。加えて数多くの仕事を同時に遂行する必要があります。これにより、最短の時間で最高の品質を提供しなければならないという全員へのプレッシャーは高まる一方です。そしてこれは、鋳造業界においても同様です。
特に鋳造プロセスに関しては、多くのことを並行して計画し、調整する必要があります。なぜなら、一つのプロセスパラメータを変更するだけで、鋳造品質の多くの異なる側面に影響を与える可能性があるからです。したがって、最終的な鋳造品質を評価しながら、同時に品質とコストの目標を追求することによって鋳造プロセスを最適化することは大きな課題です。これは、微細構造や特性、そして必要な品質を達成するための複数の製造ステップ-冶金、鋳造、熱処理、機械加工など-の多様性に富む鋼鋳造品に特に当てはまります。


PinarFoundryは長い間製品製造計画にMAGMASOFT®を使用しています。MAGMAoptimizationに代表されるオートノマス・エンジニアリングが利用可能になって以来、専門家たちはこのツールを鋳造プロセスの計画立案に系統的に活用し、様々な製品形状・方案形状をテストし、品質とコストの両方の観点から結果を定量的に評価しています。 875kgの部品重量を持つGS20Mn5鋼の鋳造品に対して、異なる押し湯と冷やし金による凝固形態の分析がなされました(Fig.1)。分析の目的は、要求される鋳造品質(ここでは引け巣欠陥)と最大歩留まりの両者を満たす最良の方案設計を達成することです。

Fig. 1:鋳造品の収縮巣の範囲と位置を検討するための未加工部品の凝固シミュレーション

Fig. 2: MAGMA APPROACHによる最適化チャート
Pinar Foundryのエンジニアは、最適化されたロバストな鋳造方案設計のための体系的な評価を確立するためにMAGMA APPROACHを使用しました。Fig. 2は、このプロジェクトにおいてMAGMA APPROACHが変数や品質基準を定義し、できるだけ効率的に目標を達成する方法をどのようにサポートするかを示しています。
Fig. 3:パラメータスタディを実施した方案デザイン
MAGMASOFT®のジオメトリエクスチェンジ機能を使用して、押し湯の種類、数、位置を変更することにしました。この目的のために、3種類の押し湯の形状-円筒形、楕円形、円錐形-、2種類の異なる押し湯スリーブ、そして2種類の異なる冷やし金が選択されました(Fig. 3)。以上からMAGMASOFTは自動的に12のモデルを作成し、解析が自動実行されました。Fig.4 に示すパラレルコーディネートは、それぞれのパラメータが引け巣と鋳造歩留まりへ与える影響を評価するのに役立ちました。



円筒形の押し湯がベストの結果を提供し、下部の冷やし金は有効化する必要がありました。これらの条件下で、いくつかの鋳鋼鋳造品の製造に成功しました(Fig. 5aおよび5b)。未加工部品と二次加工後の部品に実施した浸透探傷試験によって、設計上の決定が正しかったことを確認しました(Fig. 5cおよび5d、ただし機密の関係上画像無し)。

Fig. 4:引け巣低減と歩留まり向上の両者を満たすベストな方案設計を検討し、最適なデザインをする

Fig. 5:鋳造方案デザイン(左)と二次加工後の鋳造品の品質管理(右)
このアプローチを適用することで、鋳造工場のエンジニアは、鋳造品の品質を確保しながら歩留まりを高め、製造コストを削減するために、従来のように時間をかけて手動でのシミュレーションの準備と評価を行うのではなく、迅速に最適な生産条件を特定することができます。適切な方法を用いることで、不必要な労力を避けることができます。Pinar FoundryはMAGMASOFT® のオートノマス・エンジニアリングを使用することで、多くの時間を節約することができました。これにより、高品質の鋼鋳造品のための全プロセスを体系的に最適化することが可能になりました。


会社紹介:Pinar Foundry社

Pinar Foundryはトルコのイズミルで1979年に設立されたトルコで最もキャリアの長い鋳造所の一つです。Pinar Foundryは主にセメント産業、掘削機、さらに工作機械やバルブ装置などで使用される、耐熱性及び耐摩耗性に優れた合金鋳鋼鋳造品の生産に特化しています。高い鋳造品質、二次加工の精度、およびMAGMASOFT®の活用によってPinar Foundryはトルコの鋳鋼業界でユニークな存在となっています。
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/solutions/steel/reference/No-Time-to-Lose/」を日本語訳したものです。

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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。