JP2002321265A

JP2002321265A - ウェルドライン予測方法および装置

Info

Publication number: JP2002321265A
Application number: JP2001127312A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Hayamizu; 弘樹速水
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-04-25
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2002-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】成形型に溶融材料を流し込む充填工程中に発生
するウェルドライン生成現象を正確に把握し、ウェルド
ラインを容易にかつ迅速に検討する解析方法及び装置な
らびにそのような解析手法を実現するコンピュータプロ
グラムを記憶した記憶媒体を提供すること。【解決手段】流動解析用の解析形状モデルを基に流動解
析を実施し、前記流動解析結果に基づいて物体の回転解
析を実施し、前記物体の回転解析によって得られた溶融
材料の配向ベクトルと前記流動解析によって得られた流
線ベクトルの角度を評価することによって、ウェルドラ
イン予測を実行する解析を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形品、ダイ
カスト品やチクソモールディング品、鋳造品などの成形
品の成形過程において、成形型内で溶融成形材料の複数
の流れが合流する部位に形成されるウェルドラインや成
形品型内の肉厚差によって流速が著しく変化する部位に
発生するウェルドラインの位置を予測する方法および装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ウェルドライン予測は、流動解析
を行い、その結果求められる流動パターンから、複数の
流れが合流する合流角度である会合角（図１３参照）を
算出し、会合角が小さいほど強いウェルドラインが生成
すると考えられてきた。例えば、特開平７−１５２９号
公報に樹脂の射出成形品におけるウェルドラインの外観
上の強弱を予測する方法が開示されている。以下の(1)
〜(4)にその方法についての手順を示す。 (1)成形製品型形状を多数の要素に分割して各要素にお
ける溶融樹脂の速度ベクトルを流動解析により求める。 (2)隣接する二つの要素において速度ベクトルが同一平
面にあって交差すれば、両要素の界面がウェルドライン
になるとして、そのような要素を、全要素の中から、ウ
ェルドラインを構成するウェルド要素として選択する。 (3)隣接する複数のウェルド要素の速度ベクトルがなす
角度を、製品型内で溶融樹脂の複数の流れが合流する合
流角度として求める。 (4)全ての合流角度を比較し、合流角度が小さい程ウェ
ルドラインが強く現れ、合流角度が大きい程ウェルドラ
インが弱く現れると予測する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の場合、
流動解析によって求められた複数の流れが合流する合流
角度（会合角）がある規定の角度（例えば180度）にな
るとウェルドラインとして表示することが出来なくな
り、ウェルドラインはあたかも消滅したように扱われ
る。溶融樹脂は高粘性のものが多く、乱流が起こりにく
いため、分岐していた流れが合流してからも異なる流れ
から運ばれた溶融樹脂同士が混ざり合うことはほとんど
無い。そのため、たとえ合流角度がある規定の角度（例
えば180度）になった場合であっても、ウェルドライン
は流動が停止する部位もしくは、形状の端部に到達する
まで消滅しないことが多い。このため、流動解析によっ
て求められた合流角がある規定の角度（例えば180度）
になったときにウェルドラインが消滅したと考える従来
技術は実際のウェルドライン生成現象を正確に把握しき
れていない。

【０００４】本発明は以上のような状況に鑑みてなされ
たもので、より正確にウェルドライン位置を把握し、よ
り容易にウェルドラインの位置を予測する方法および装
置ならびにこれらを利用した成形品の製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、強化繊維を含む溶融材料を用いて
成形される成形品の成形過程における流動解析によりウ
ェルドライン位置を予測するウェルドライン予測方法で
あって、前記成形品の解析形状モデル、材料物性データ
および成形条件データに基づいて前記解析形状モデルの
各部における流線ベクトルの算出を含む流動解析を行う
流動解析工程と、該流動解析工程の出力結果に基づいて
前記解析形状モデルの各部における強化繊維配向ベクト
ルを求める強化繊維配向解析工程と、前記解析形状モデ
ルの各部の表面近傍および肉厚方向内部における前記強
化繊維配向ベクトルのなす角度を評価する角度評価工程
を有し、前記評価された角度が所定の値よりも小さい部
位をウェルドラインの一部と判定することを特徴とする
ウェルドライン予測方法が提供される。

【０００６】また、本発明の別の形態によれば、強化繊
維を含む溶融材料を用いて成形される成形品の成形過程
における流動解析によりウェルドライン位置を予測する
装置であって、前記成形品の解析形状モデル、材料物性
データおよび成形条件データに基づいて解析形状モデル
の各部における流線ベクトルの算出を含む流動解析を行
う流動解析手段と、該流動解析手段の出力結果に基づい
て前記解析形状モデルの各部における強化繊維配向ベク
トルを求める強化繊維配向解析手段と、前記解析形状モ
デルの各部の表面近傍および肉厚方向内部における強化
繊維配向ベクトルのなす角度を評価する角度評価手段と
該角度評価手段により評価された角度が所定の値よりも
小さい部位をウェルドラインの一部と判定する判定手段
とを有することを特徴とするウェルドライン予測装置が
提供される。

【０００７】また、本発明の別の形態によれば、成形品
の成形過程における溶融材料の流動解析によりウェルド
ライン位置を予測するウェルドライン予測方法であっ
て、前記成形品の解析形状モデル、材料物性データおよ
び成形条件データに基づいて前記解析形状モデルの各部
における流線ベクトルの算出を含む流動解析を行う流動
解析工程と、該流動解析工程の出力結果に基づいて前記
解析形状モデルの各部における仮想配向ベクトルを求め
る仮想配向解析工程と、前記解析形状モデルの各部の表
面近傍および肉厚方向内部における前記仮想配向ベクト
ルのなす角度を評価する角度評価工程を有し、前記評価
された角度が所定の値よりも小さい部位をウェルドライ
ンの一部と判定することを特徴とするウェルドライン予
測方法が提供される。

【０００８】また、本発明の別の形態によれば、成形品
の成形過程における溶融材料の流動解析によりウェルド
ライン位置を予測する装置であって、前記成形品の解析
形状モデル、材料物性データおよび成形条件データに基
づいて解析形状モデルの各部における流線ベクトルの算
出を含む流動解析を行う流動解析手段と、該流動解析手
段の出力結果に基づいて前記解析形状モデルの各部にお
ける仮想配向ベクトルを求める仮想配向解析手段と、前
記解析形状モデルの各部の表面近傍および肉厚方向内部
における仮想配向ベクトルのなす角度を評価する角度評
価手段と該角度評価手段により評価された角度が所定の
値よりも小さい部位をウェルドラインの一部と判定する
判定手段とを有することを特徴とするウェルドライン予
測装置が提供される。

【０００９】また、本発明の別の形態によれば、成形過
程における溶融材料の流動解析により成形品のウェルド
ライン位置を予測するウェルドライン予測方法であっ
て、前記成形品の解析形状モデル、材料物性データおよ
び成形条件データに基づいて前記解析形状モデルの各部
における流線ベクトルの算出を含む流動解析を行う流動
解析工程と、該流動解析工程の出力結果に基づいて前記
解析形状モデルの各部における溶融材料の回転を計算す
ることによって溶融材料の配向ベクトルを求める配向解
析工程と、前記解析形状モデルの各部の肉厚方向内部に
おける前記配向ベクトルと前記流線ベクトルとのなす角
度を評価する角度評価工程を有し、前記評価された角度
が所定の値よりも小さい部位をウェルドラインの一部と
判定することを特徴とするウェルドライン予測方法が提
供される。

【００１０】また、本発明の別の形態によれば、成形過
程における溶融材料の流動解析により成形品のウェルド
ライン位置を予測する装置であって、前記成形品の解析
形状モデル、材料物性データおよび成形条件データに基
づいて解析形状モデルの各部における流線ベクトルの算
出を含む流動解析を行う流動解析手段と、該流動解析工
程の出力結果に基づいて前記解析形状モデルの各部にお
ける溶融材料の回転を計算することによって溶融材料の
配向ベクトルを求める配向解析手段と、前記解析形状モ
デルの各部の肉厚方向内部において前記配向解析手段に
よって得られた溶融材料の配向ベクトルと前記流動解析
手段によって得られた流線ベクトルとのなす角度を評価
する角度評価手段と該角度評価手段により評価された角
度が所定の値よりも小さい部位をウェルドラインの一部
と判定する判定手段とを有することを特徴とするウェル
ドライン予測装置が提供される。

【００１１】また、本発明の別の形態によれば、上記の
ウェルドライン予測方法の各工程をコンピュータを用い
て実行するためのコンピュータプログラムが提供され
る。

【００１２】また、本発明の別の形態によれば、上記の
コンピュータプログラムを記憶したコンピュータ読み取
り可能な記憶媒体が提供される。

【００１３】また、本発明の別の形態によれば、上記の
ウェルドライン予測方法を用いてウェルドライン位置を
予測し、成形品の形状、材料物性および成形条件を最終
決定し、この結果に基づいて成形品を製造する成形品の
製造方法が提供される。

【００１４】以下、用語の定義をする。

【００１５】本発明において、「解析形状モデル」は、
コンピュータを使った流動解析に使用される対象物の形
状をモデル化したもので、節点、要素、要素特性などで
記述されるデータのことをいう。

【００１６】「溶融材料」は、成型に使用される素材
で、成型時に流動性を有しているものをいう。たとえ
ば、融点以上の温度に加温された樹脂、金属、ガラス等
や硬化前の接着剤などが含まれる。

【００１７】「流線ベクトル」は、溶融材料が流動する
方向を表すベクトルであり、少なくとも方向の成分を有
する量である。溶融材料の流動速度に対応する情報が含
まれていてもよい。この場合は、流速ベクトルと呼ぶこ
とがある。

【００１８】「仮想配向ベクトル」は、実際に強化繊維
が存在するか否かに関係なく、仮想的に強化繊維が溶融
材料中に存在するものとして解析する場合における各要
素もしくは各節点での仮想的な強化繊維の配向を表した
ベクトルをいう。仮想配向解析は強化繊維配向解析を実
施することと同等であるが、強化繊維の有無に関わら
ず、ウェルドラインを求めるために実施するものであ
る。さらに仮想配向ベクトルは、各方向の配向度の成分
の組として保持されるものであってもよい。

【００１９】「材料物性」は、溶融材料の物理、化学的
特性等成形に影響のある特性をいう。たとえば、溶融粘
度、密度、比熱などがある。

【００２０】「成形条件」は、成形品の製造条件をい
い、溶融材料温度、充填時間、充填速度、充填圧力、金
型温度などがある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、溶融材料として樹脂を用い
る場合を例として本発明を説明する。

【００２２】本発明者の知見によれば、強化繊維含有樹
脂の場合、強化繊維の配向断面観察写真から、ウェルド
ライン部以外では各部の表面近傍と肉厚方向内部の強化
繊維の配向方向が一致することはないが、ウェルドライ
ン部での強化繊維配向は、各部における表面近傍と肉厚
方向内部の強化繊維の配向方向がほぼ一致していること
が多い。これは、強化繊維がエッジ部近傍で表面近傍お
よび肉厚方向内部の強化繊維の配向方向が一致する現象
に似ている。このことから、ウェルドライン部はエッジ
部と同等の働きをするものと考えられる。本発明者は、
この事実に基づいて、各部における表面近傍と肉厚方向
内部のガラス繊維の配向角を評価することによってウェ
ルドラインの発生を予測することが可能となることを見
いだした。また、強化繊維が含まれていない樹脂であっ
ても、仮想的に強化繊維が存在するものとして配向解析
をすることによって、ウェルドライン位置の予測を行う
ことが可能となることを見出した。以下、添付図面を参
照して、本発明のウェルドライン予測方法及び装置の実
施形態を説明する。

【００２３】図１は、本第１の形態のウェルドライン予
測装置を示すブロック図である。本実施形態例におい
て、（１００）はコンピュータ、（１０１）はキーボー
ド、（１０２）はマウス、（１０３）はディスプレイ、
（１０４）は補助記憶装置である。補助記憶装置（１０
４）にはハードディスクの他、FD、MO（光磁気ディス
ク）、PD、DVD（デジタル多目的ディスク）等の取り外
し可能な補助記憶装置も利用可能である。

【００２４】補助記憶装置（１０４）には、CADデータ
記憶手段（１０５）、解析条件記憶手段（１０６）、解
析形状モデル記憶手段（１０７）、流動解析結果記憶手
段（１０８）、配向解析結果記憶手段（１０９）が、コ
ンピュータ（１００）のオペレーティングシステムが管
理するファイルとして含まれる。

【００２５】CADデータ記憶手段（１０５）は、あらか
じめ作成されたCADデータを記憶していたり、後述のCAD
データ作成手段で作成したデータを記憶するものであ
る。

【００２６】解析条件記憶手段（１０６）は、溶融材料
の物性データや成形条件を記憶している物である。

【００２７】解析形状モデル記憶手段（１０７）は、あ
らかじめ作成された成形品の数値解析用の解析形状モデ
ルデータを記憶していたり、後述の解析形状モデル作成
手段（１１１）により作成したデータを記憶するもので
ある。

【００２８】流動解析結果記憶手段（１０８）は、後述
の流動解析手段（１１２）により作成したデータを記憶
するものである。

【００２９】配向解析結果記憶手段（１０９）は、後述
の配向解析手段（１１３）により作成したデータを記憶
するものである。

【００３０】コンピュータ（１００）にはCPUおよびメ
モリ上に展開したサブルーチンからなる、CADデータ作
成手段（１１０）、解析形状モデル作成手段（１１
１）、流動解析手段（１１２）、配向解析手段（１１
３）、角度評価手段（１１４）および判定手段（１１
５）が含まれる。

【００３１】CADデータ作成手段（１１０）は、成形品
形状をコンピュータ上で作成する手段であり、I-DEAS
（SDRC社製）、CATIA（Dassult社製）、UniGraphics（U
GS社製）といった多くのCADに搭載されている既存の技
術である。作成したCADデータは、CADデータ記憶手段
（１０５）に記憶されたり、ここからメモリ上に読み出
して利用されたりする。

【００３２】解析形状モデル作成手段（１１１）は、CA
Dデータ作成手段（１１０）で作成されたCADデータに対
して、図３に示すようにCADデータから中立面を作成
し、2次元シェル要素を自動作成したり、また3次元ソリ
ッド要素からなる解析形状モデルを自動作成する。この
ようにCADデータから解析形状モデルを作成する方法
は、I-DEAS（SDRC社製）、CATIA（Dassult社製）、UniG
raphics（UGS社製）といった多くのCADに搭載されてい
る既存の技術である。作成した解析形状モデルデータ
は、解析形状モデル等記憶手段（１０６）に記憶された
り、ここからメモリ上に読み出して利用されたりする。

【００３３】流動解析手段（１１２）は、解析形状モデ
ル作成手段（１１１）で作成した解析形状モデルと解析
条件記憶手段（１０６）からメモリ上に読み込んだ材料
物性や解析条件に基づいて、流動時の圧力と温度、流速
ベクトルなどを求める手段であり、TIMON（東レ）、MOL
DFLOW（MOLDFLOW社）といった射出成形などの流動解析
ソフトに搭載されている技術である。なお、形状、材料
物性、成形条件のメモリへの読み込みは、補助記憶装置
（１０４）から行ってもよいが、すでにメモリ上に展開
されているデータをそのまま利用してもよい。

【００３４】配向解析手段（１１３）は、流動解析手段
（１１２）でなされた流動解析の結果の１つである、任
意の解析ステップでの各要素もしくは各節点の流速ベク
トルを基に強化繊維配向解析を行なう手段であり、TIMO
N（東レ）、MOLDFLOW（MOLDFLOW社）といった流動解析
ソフトに搭載されている技術である。本発明者は以下の
式１を用いて流体中の強化繊維の回転解析を実施し、各
部肉厚方向内部の強化繊維配向を求めた。３次元のソリ
ッド要素の場合は式１が用いられ、２次元のシェル要素
の場合は式２が用いられる場合が多い。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここで、ｄijは変形速度テンソルのij成
分、ωijは渦度テンソルのij成分、φは直交座標系(ｘ
ｙｚ座標)のｘｙ平面に対する配向角とθはｘｙ平面と
ｚ軸に対する配向角である。

【００３７】

【数２】

【００３８】ここで、CIは相互作用係数であり、繊維の
アスペクト比や充填率に依存し、実験的に決められる係
数である。uは流速のx成分、vは流速のy成分である。Ψ
は配向角分布、Φは配向角である。CIは相互作用係数で
あり繊維のアスペクト比や充填率に依存し、実験的に決
められる係数である。参考文献には、SURESH G.ADVANI,
CHARLSES L.TUCKERIII, "The Use of Tensorsto Descr
ibe and Predict Fiber Orientation in Short Fiber C
omposites, The Society of Rheology"および「船津和
守監修高分子・複合材料の成型加工」信山社サイテッ
クがある。

【００３９】実際に溶融材料中に強化繊維が含まれてい
る場合は、そのまま強化繊維配向の解析結果となる場合
もあるし、実際には強化繊維が含まれていなくても、仮
想的な配向角の解析を行ったことになる。

【００４０】角度評価手段（１１４）は解析形状モデル
の各部（各節点あるいは各要素でもよい）表面近傍の強
化繊維配向ベクトルと肉厚方向内部の強化繊維配向ベク
トルとのなす角度を評価する手段であり、例えば、表面
近傍の強化繊維配向ベクトルと肉厚内部の強化繊維配向
ベクトルとの内積を求める。

【００４１】判定手段（１１５）は、解析形状モデルの
各部において角度評価手段（１１４）によって評価され
た上記角度が所定の値より小さければ、ウェルドライン
の一部と判断する。たとえば、角度評価手段（１１４）
が解析形状モデルの各部表面近傍の強化繊維配向ベクト
ルと肉厚方向内部の強化繊維配向ベクトルとのなす角度
を内積により評価するならば、その値がある所定の値
（たとえば0．95）より大きければウェルドラインの一
部であると判断する。ただし、この条件に当てはまる部
位がすべてウェルドラインの一部であると判断する必要
はない。たとえば、解析形状モデルの外縁部（言い換え
ると、金型等のキャビティの壁面に沿う領域）はウェル
ドラインの一部とは考えない。もちろん、他の判断方法
と上記の方法を併用してもよい。また、前記内積の所定
の値は樹脂の種類や要素の大きさなどによって、ユーザ
ーが設定してもよい。

【００４２】前記ウェルドラインの一部と評価された部
位の要素あるいは節点、座標をつなげたラインがウェル
ドラインとなる。

【００４３】以上の各手段を用いた作業の流れを図2の
フローチャートに示す。まず、CADデータ作成手段（１
１０）により、成形品形状のCADデータを作成する（ス
テップ２０１）。つづいて、解析形状モデル作成手段
（１１１）により上記CADデータに基づいて2次元または
3次元の解析形状モデルを作成する（ステップ２０
２）。次に、流動解析手段（１１２）により解析条件を
読み込み（ステップ２０３）、上記の解析形状モデルに
ついて流動解析をする（ステップ２０４）。次いで、配
向解析手段（１１３）により、解析形状モデル各部にお
ける強化繊維配向ベクトルを作成する（２０５）。角度
評価手段（１１４）により各部の表面近傍および肉厚方
向内部における強化繊維配向ベクトルの角度を評価し
（ステップ２０６）、判定手段（１１５）が各部におけ
る上記角度からウェルドライン発生位置を判定する（ス
テップ２０７）。

【００４４】以下第2の形態として、解析形状モデルの
各部の表面近傍および肉厚方向内部の仮想配向ベクトル
を用いる例を示す。配向解析手段（１１３）が、実際に
溶融材料中に強化繊維が存在するか否かに関係なく強化
繊維が存在するものとして仮想的に左記のような強化繊
維の配向を解析し、角度評価手段（１１４）が強化繊維
配向ベクトルのかわりに解析形状モデルの各部の表面近
傍および肉厚方向内部の仮想配向ベクトルの間の角度を
求め、判定手段（１１５）がその角度が所定の値（たと
えば、１８度）以下であればウェルドラインであると判
断する点以外は第1の形態と同じである。配向解析手段
（１１３）での処理は、基本的に第1の実施形態におけ
る強化繊維配向ベクトル作成と同じである。

【００４５】また、第3の形態として、解析形状モデル
の各部の流速ベクトルと溶融材料配向ベクトルを用いる
例を示す。配向解析手段（１１３）が、解析形状モデル
各部の溶融材料の回転を解析して得られる溶融材料配向
ベクトルを解析し、角度評価手段（１１４）が溶融材料
配向ベクトルと流線ベクトルとの間の角度を求め、判定
手段（１１５）がその角度が所定の値（たとえば、１８
度）以下であればウェルドラインであると判断する点以
外は第1の形態と同じである。配向解析手段（１１３）
による溶融材料配向ベクトルの解析は、基本的に第1の
実施形態における強化繊維配向ベクトル作成と同様の処
理である。

【００４６】３次元の場合、表層要素の強化繊維配向と
中心部要素の強化繊維配向を用いて、ウェルドラインの
判定を行う。

【００４７】なお、上記のように上記各形態のウェルド
ライン予測装置はコンピュータとこれにロードされたソ
フトウェア（プログラム）により実現されている。かか
るソフトウェアはフロッピー（登録商標）ディスク、CD
-ROMなどの有形記憶媒体または、無線もしくは有線のネ
ットワークなどの電送手段を通じて流通される。

【００４８】

【実施例】図４以下に、本発明の各実施形態による具体
的なウェルドライン予測例を示す。

【００４９】図４は中央に直径15mmの孔があいている、
150mm×50mmで肉厚は3mmを有する平板の図面及びCADデ
ータを示す図である。図５は２次元シェル要素を用いて
自動的に作成させた解析形状モデルで、154個の節点と1
26個の要素で構成されている。

【００５０】図５の解析形状モデルについて、東レ製ナ
イロン６の樹脂物性データを用いて、▲位置をゲートに
して射出成形CAEソフトのTIMON（東レ）で流動解析を実
施した場合の流動パターンイメージを図６に示す。

【００５１】図７は、流動解析によって得られた流線ベ
クトルを示すイメージ図である。

【００５２】図８は式１による溶融材料の回転解析によ
って得られた各部の肉厚方向内部における溶融材料の配
向ベクトルを示すイメージ図である。

【００５３】図９は溶融材料の回転解析によって得られ
た強化繊維配向ベクトルまたは仮想配向ベクトルを示す
イメージ図である。これらは、上記配向ベクトルの方向
のみを取り出したものである。

【００５４】図１０は各部の表面近傍におけるの強化繊
維配向ベクトルまたは仮想配向ベクトルを示すイメージ
図である。

【００５５】図１１は従来技術の流動会合角の解析によ
って得られるウェルドラインである。

【００５６】図１２は上記各実施形態によって出力され
るウェルドラインである。ここではウェルドラインを各
要素で評価し、表面近傍および肉厚方向内部における強
化繊維配向ベクトルまたは仮想配向ベクトルの内積が0.
95以上になるか角度が18度以下となる部分または肉厚方
向内部における流速ベクトルと溶融材料の配向ベクトル
との内積が0.95以上になるか角度が18度以下となる部分
をウェルドラインとする。このように、従来技術である
会合角では摘出しきれない、ウェルドラインの位置を捉
えることが出来る。

【００５７】このようにして、ウェルドラインの位置を
予測することにより、任意の製造条件下のウェルドライ
ンの位置を知ることが出来るので、必要に応じて、成形
品形状、材料物性および成形条件を適宜修正することで
所望の位置にウェルドラインを移動させるなどして最終
的な製造条件を決定し、この結果に基づいて実際に成形
品を製造すればよい。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、流動解析を実施した結
果を基に、容易に正確なウェルドラインの位置を予測す
ることが出来る。これによって、製品肉厚やゲート位置
の変更などによるウェルドラインの位置を製品・金型設
計の段階から検討することが出来、製品・金型設計の効
率化を図ることができる。

【００５９】このようにして、ウェルドラインの位置を
予測することにより、任意の製造条件下のウェルドライ
ンの位置を知ることが出来るので、必要に応じて成形品
形状、材料物性および成形条件を適宜修正することで所
望のウェルドラインを移動させるなどして、最終的な製
造条件を決定し、この結果に基づいて実際に成形品を製
造すればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本発明の一実施形態例のフローチャートであ
る。

【図３】CAD形状と解析形状モデル図である。

【図４】150×50×肉厚3の平板図および前記平板図のCA
Dデータである。

【図５】図５の平板に対する解析形状モデルイメージ図
である。

【図６】図６の解析形状モデルに対する流動パターンイ
メージ図である。

【図７】図６の流動パターンに対する流線ベクトルイメ
ージ図である。

【図８】図６の流動パターンに対する溶融材料の回転解
析で得られた溶融材料配向ベクトルイメージ図である。

【図９】図６の流動パターンに対して物体回転解析で得
られた強化繊維配向ベクトルまたは仮想配向ベクトルイ
メージ図である。

【図１０】図６の流動パターンに対する表層の強化繊維
配向ベクトルまたは仮想配向ベクトルのイメージ図であ
る。

【図１１】図６の流動パターンに対する従来技術による
ウェルドライン表示である。

【図１２】図６の流動パターンに対する本発明の各実施
形態によるウェルドライン表示である。

【図１３】会合角（合流角）を説明する図である。

【符号の説明】

100 コンピュータ 101 キーボード 102 マウス 103 ディスプレイ 104 補助記憶装置 105 CADデータ記憶手段 106 解析条件記憶手段 107 解析形状モデル記憶手段 108 流動解析結果記憶手段 109 強化繊維配向解析結果記憶手段 110 CADデータ作成手段 111 解析形状モデル作成手段 112 流動解析手段 113 配向解析手段 114 角度評価手段 115 判定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強化繊維を含む溶融材料を用いて成形され
る成形品の成形過程における流動解析によりウェルドラ
イン位置を予測するウェルドライン予測方法であって、
前記成形品の解析形状モデル、材料物性データおよび成
形条件データに基づいて前記解析形状モデルの各部にお
ける流線ベクトルの算出を含む流動解析を行う流動解析
工程と、該流動解析工程の出力結果に基づいて前記解析
形状モデルの各部における強化繊維配向ベクトルを求め
る強化繊維配向解析工程と、前記解析形状モデルの各部
の表面近傍および肉厚方向内部における前記強化繊維配
向ベクトルのなす角度を評価する角度評価工程を有し、
前記評価された角度が所定の値よりも小さい部位をウェ
ルドラインの一部と判定することを特徴とするウェルド
ライン予測方法。
【請求項２】強化繊維を含む溶融材料を用いて成形され
る成形品の成形過程における流動解析によりウェルドラ
イン位置を予測する装置であって、前記成形品の解析形
状モデル、材料物性データおよび成形条件データに基づ
いて解析形状モデルの各部における流線ベクトルの算出
を含む流動解析を行う流動解析手段と、該流動解析手段
の出力結果に基づいて前記解析形状モデルの各部におけ
る強化繊維配向ベクトルを求める強化繊維配向解析手段
と、前記解析形状モデルの各部の表面近傍および肉厚方
向内部における強化繊維配向ベクトルのなす角度を評価
する角度評価手段と該角度評価手段により評価された角
度が所定の値よりも小さい部位をウェルドラインの一部
と判定する判定手段とを有することを特徴とするウェル
ドライン予測装置。
【請求項３】成形品の成形過程における溶融材料の流動
解析によりウェルドライン位置を予測するウェルドライ
ン予測方法であって、前記成形品の解析形状モデル、材
料物性データおよび成形条件データに基づいて前記解析
形状モデルの各部における流線ベクトルの算出を含む流
動解析を行う流動解析工程と、該流動解析工程の出力結
果に基づいて前記解析形状モデルの各部における仮想配
向ベクトルを求める仮想配向解析工程と、前記解析形状
モデルの各部の表面近傍および肉厚方向内部における前
記仮想配向ベクトルのなす角度を評価する角度評価工程
を有し、前記評価された角度が所定の値よりも小さい部
位をウェルドラインの一部と判定することを特徴とする
ウェルドライン予測方法。
【請求項４】成形品の成形過程における溶融材料の流動
解析によりウェルドライン位置を予測する装置であっ
て、前記成形品の解析形状モデル、材料物性データおよ
び成形条件データに基づいて解析形状モデルの各部にお
ける流線ベクトルの算出を含む流動解析を行う流動解析
手段と、該流動解析手段の出力結果に基づいて前記解析
形状モデルの各部における仮想配向ベクトルを求める仮
想配向解析手段と、前記解析形状モデルの各部の表面近
傍および肉厚方向内部における仮想配向ベクトルのなす
角度を評価する角度評価手段と該角度評価手段により評
価された角度が所定の値よりも小さい部位をウェルドラ
インの一部と判定する判定手段とを有することを特徴と
するウェルドライン予測装置。
【請求項５】成形過程における溶融材料の流動解析によ
り成形品のウェルドライン位置を予測するウェルドライ
ン予測方法であって、前記成形品の解析形状モデル、材
料物性データおよび成形条件データに基づいて前記解析
形状モデルの各部における流線ベクトルの算出を含む流
動解析を行う流動解析工程と、該流動解析工程の出力結
果に基づいて前記解析形状モデルの各部における溶融材
料の回転を計算することによって溶融材料の配向ベクト
ルを求める配向解析工程と、前記解析形状モデルの各部
の肉厚方向内部における前記配向ベクトルと前記流線ベ
クトルとのなす角度を評価する角度評価工程を有し、前
記評価された角度が所定の値よりも小さい部位をウェル
ドラインの一部と判定することを特徴とするウェルドラ
イン予測方法。
【請求項６】成形過程における溶融材料の流動解析によ
り成形品のウェルドライン位置を予測する装置であっ
て、前記成形品の解析形状モデル、材料物性データおよ
び成形条件データに基づいて解析形状モデルの各部にお
ける流線ベクトルの算出を含む流動解析を行う流動解析
手段と、該流動解析工程の出力結果に基づいて前記解析
形状モデルの各部における溶融材料の回転を計算するこ
とによって溶融材料の配向ベクトルを求める配向解析手
段と、前記解析形状モデルの各部の肉厚方向内部におい
て前記配向解析手段によって得られた溶融材料の配向ベ
クトルと前記流動解析手段によって得られた流線ベクト
ルとのなす角度を評価する角度評価手段と該角度評価手
段により評価された角度が所定の値よりも小さい部位を
ウェルドラインの一部と判定する判定手段とを有するこ
とを特徴とするウェルドライン予測装置。
【請求項７】請求項１、３または５記載のウェルドライ
ン予測方法の各工程をコンピュータを用いて実行するた
めのコンピュータプログラム。
【請求項８】請求項７記載のコンピュータプログラムを
記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項９】請求項１、３または５記載記載のウェルド
ライン予測方法を用いてウェルドライン位置を予測し、
成形品の形状、材料物性および成形条件を最終決定し、
この結果に基づいて成形品を製造する成形品の製造方
法。