研究開発された技術紹介

自動車用板金プレス構造のサスペンションアーム、ブレーキペダル等において、板面構造であるため最軽量化が図れない課題に対し、ノンパラメトリック形状最適化を用いた最適面形状の創成技術、及びトポロジー最適化での肉盗みによる最軽量化技術の確立、更にそれらを連成した世界初の革新的技術により、最適最軽量構造とし、10%以上の軽量化と5%以上のコスト低減、開発効率向上による開発費10%低減を実現する。

・設計者のスキルに依存し、最適形状が求められず、最軽量化が図れない課題に対し、次のような最適形状課技術を確立
－設計者による形状パラメータ化を必要としないノンパラメトリック形状最適化を用いた製品最適面形状の創生技術
－トポロジー最適化を用いた肉盗みなどによる軽量化技術
－上記を連成・自動化し、設計者の経験に依存しない設計プロセス
・これらにより、当社主要製品に対して次のような成果を達成
－軽量化10%以上
－コスト5%以上低減
－開発費10%以上低減

・最適化シミュレーションシステムの構築
－ノンパラメトリック形状最適化のプログラム改良
－ノンパラメトリック形状最適化とトポロジー最適化システムのデータ連成化
・解析結果に基づいた金型構造と試作品製作
－テストピースモデルでの加工最適化金型の設計検討を実施
－製品コストと金型費5%低減検証を実施
－金型最適化製作マニュアルを作成
・最適化手法を用いたシャシー部品の設計と検証
－フロントロアアームを先に確立したシステムで最適化を実施、境界条件がネックとなり、効果が見えなかった
－境界条件が少ないフロントアッパーアームに変え再検証を実施、同等の剛性・強度において、軽量化10%異常を達成。
－強度解析ソフトにより、結果検証を実施。
－実際に金型を用意し、検証品を試作、評価を実施した。
・最適化手法の確立
－上記一連のフローについてマニュアル化実施。
－その他部品の最適化検討事例のDB化完了。

知識や経験を要求される板金部品形状設計現場において活用が見込まれる。

最適化シミュレーションシステムの構築および高度化目標が達成され、実用化済。
事業化に向けて本最適化シミュレーションを活用した形状提案を川下企業へ実施中。

プレス加工板金部品の成形面を本技術のようにダイナミックに創成し強度向上を行う技術は、本邦初と思われ革新的であると考える。特に、この一連のプロセスが自動化されていることは特筆すべき点である。

・本事業にて確立したシステムについては既に社内水平展開を行い、実用化済。
・今後はより多くの板金プレス部品へ展開できるよう日常的なアップデートを図る。
・長期的には、解析結果と実体試験の整合度をさらに向上させていく。