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金型のCADサーフェスにおけるスプリングバック補正

Tebisのモーフィング機能で、金型のトライアウトにかかる時間を大幅に削減


シートメタルの部品を変形させると、シートメタルの弾性のためにどうしてもスプリングバックが生じてしまいます。そのため、金型をその見込み量を盛込んだ形で作成し、弾性変形により希望の形に跳ね返されるという形で補正されるようになっています。機械で補正を行う場合は、金型を研磨するために膨大な時間を要しますが、TebisのCADソフトウェアを使用すると、CADサーフェスに包括的な変形技術が反映されるため、非常に迅速で、品質水準を満したスプリングバックを補正した金型を完成させることができます。

モーフィングモジュールでは、シミュレーションシステム、測定結果、シートメタル部品のスキャンデータ、あるいは経験値から導き出される変形量を参考にします。Tebisは該当する全ての個別サーフェスを全自動でモーフィングし、スプリングバックを補正します。セグメント化、多項式の次数、そして接線性などといった品質に関わるサーフェスの性質は、モーフィングルールに合わせて最適に適応します。分析機能を使うと、モーフィングルールの遵守性と、変形後のサーフェスの品質を表示させることができます。


トライアウトの最小限の修正ループで、膨大な時間短縮

モーフィングプロセスは全て、再現可能で最適化が可能です。スプリングバック補正を行う際、プロジェクトを重ねる毎に、新しい知識を蓄え、修正ループにかかる工数を削減します。変形定義を行う時に、サーフェスは三つの領域に分類されます:

  • スプリングバックが起こらない、モーフィングなしの領域(緑)
  • スプリングバック補正を要する、モーフィングが行われる領域(青)
  • 中間領域(黄色)

これら全ての領域にそれぞれ精度を指定します。最終的にできあがるサーフェスが、厳密なモーフィングルールから、最大でどの程度までずれていてもよいのかを指定するのです。

スプリングバック補正を行ったCADサーフェスは、すぐにアクティブサーフェスデザイン(アクティブサーフェスデザインを参照) 及び金型デザインで使用することが可能です。


モーフィング規則に則った、CADサーフェスモデルの包括的な変形

Tebisは、様々な方法でモーフィングルールを定義することができます。全てのモーフィングは、お互い組み合わせることが可能です。

シミュレーションシステムから:

シートメタル変形シミュレーションに特化したFEMシステムがスプリングバックをシミュレートし、2つのポリゴンメッシュを生成します。Tebisはこれを使用し、金型のアクティブサーフェスに該当する領域を全自動で変形します。

経験値から:

スプリングバックがシートメタルに及ぼす影響と、どのような対策でその補正を行えばよいのかという知識が存在している場合、希望の変形フォームを表現したサーフェス(背景の図)を使って、モーフィングを1実施することができます。更に、ベクトルと回転を使って実施することもできます。

シートメタル部品の測定結果から:

トライ品のスプリングバックから導き出された測定点を基に、希望の製品目標値までの距離を算出し、これを金型のCADサーフェスを全自動で補正します。

シートメタル部品のスキャンデータから:

シートメタル部品のスキャンデータと金型のCADサーフェスを比較することで、どこでスプリングバックが生じるのかが分かります。モーフィングルールを設定する際には、スキャンプロセスのメッシュを使用します。ところで: スキャンされたシートメタルの部品は、Tebisを使って簡単で、迅速にサーフェスにリバースエンジニアリングすることができます(Tebisのリバースエンジニアリングを参照)。


成形シミュレーションを使った、アウターサーフェスのモーフィング:

シミュレーションシステムとのインターフェースを用いて、スプリングバックの予測をTebisに読み込ませ、CADサーフェスを全自動でモーフィングします。オリジナルのサーフェスが良質であれば、モーフィングされた出来上がりのサーフェスも良いものとなります。Tebisは、CADサーフェスのスプリングバック補正前と後の分析及び最適化のために、数多くのアドオンを提供しています。

 

シミュレーションシステムのスプリングバック補正の指示に基づいて、アウターのサーフェイスをクラスAサーフェスにモーフィングします。

ゼブラシェーディングの配列から、スプリングバックを補正するサーフェスの質の高さが判ります。


測定値に基づいたシートメタルのモーフィング

トライ製品のスプリングバックから導き出された測定点を基に、希望の製品目標値までの距離を算出し、シートメタル全体を全自動で補正します。

 

測定点の座標軸からスプリングバック補正のために、局所的な個別の数値を全自動で算出し、それに応じてシートメタル全体をモーフィングします。

距離解析機能では、変更が行われなかった領域を緑、変形が行われた領域を青及び赤みがかった色で示します。


アクティブサーフェスのスプリングバック補正がもたらす利点:

  • トライアウトでの仕上げ作業と修正サイクルが短くなることで、大幅な時間短縮
  • スプリングバック補正のためのモーフィング設定は全て再利用可能かつ最適化可能。プロジェクトを重ねる度に向上
  • 短い計算時間
  • 全てのモーフィングルールは組み合わせ可能
  • モーフィングされたCADサーフェスは、すぐにアクティブサーフェスデザイン及び金型デザインで使用可能

 


お客様の声

新しくなった組織構成と、Tebisが提供するサーフェスモーフィングのソリューション、および、Tebisの分析機能及び最適化機能で、修正ループの処理がうまくできるようになりました。全ての製造工程でプラスとなりました: 部品をより早く加工を開始できるようになり、CADデータ及びNCプログラムは迅速にアップデートされ、サーフェス品質も更に改善されました。

フローリアン・シュルツェ(Florian Schulze)氏、加工データコンピテンシーセンター主任 Volkswagen AG

以前一週間かけてやっていた作業を、今ではTebisのモーフィングを使って、一日で仕上げられるようになりました。そして手直しにかかる時間も短くなりました。

ビヨン・ウィンド(Björn Wind)氏、製造準備とNC製造のチームリーダー Merima Präzisions-Werkzeugbau GmbH

 


ホワイトペーパー

シートメタル金型製造分野での挑戦: 仮想世界と現実世界の完璧な調和


シートメタル薄化の補正、強当て面の統合、そして凹R の自由な設計は、Tebisのアクティブサーフェス準備の一部です。特別な機能を使用することにより、属性付加によるオフセット時に発生する段差が無くなるので、加工後の段差は生じなくなります。プレス偏差と金型の変形補正は、適切なルールによって簡単に統合できます。

詳しい情報

シートメタル成形の革命: インダストリー4.0における一貫した自動化

Tebisは小型部品製造を自動化し、クラスAの高品質のサーフェスを実現させるために、金型製造に特化したプロセスを支援するソフトウェアを開発しました。標準化された特殊な製造ノウハウを取り入れたことで、製造工数を大幅に削減することに成功しました。

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