ダイカスト法におけるインジェクション時の溶湯流動の解明およびその制御

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 61550511
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: 野村 宏之 豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (60023272)
• Keywords: ダイカスト / メタルインジェクション / 金属射出成型 / 気液混相流 / 容器内流動

Research Abstract

前年度は, ダイカスト湯流れの基本的挙動を究明するために, 水モデル実験を行い, 流動の可視化も行った. その結果, キャビティに備えつけるベントの大きさや配置, ゲート位置などの流れに対する影響を明かにすることができた. 本年度は引き続いてモデル実験による詳細な流れ挙動の検討を行い, かつコンピュータによる流れシミュレーションを試みた. 得られた結果は以下のようである.
1.キャビディサイズは320×115×6mm直方体(昨年度と同一サイズ)であるが, 内部に55×210×6mmの障害物を有するものに対して種々のベント条件とゲート条件, ゲート速度のもとで射出実験を行った. ゲート速度10,15,20m/sの条件下では, ベント面積やベント配置を変化させても流れ挙動は大きく変化しなかった. ゲート位置により流れパターンはほぼ決まり, 流れ境界部, 最終の合流面, 渦流生成, 流れのはく離位置を明かにすることができた.
2.上記の実験結果を説明すべく, コンピュータによる数値シミュレーションを行った. 基礎方程式は二次元のナビエストークス式を用い, SMAC法(Simplified Marker and Cell法)で数値計算を行った. ポテンシャル関数の反復計算により計算に長時間要し, 最終充填まで流れシミュレーションが実現できていないが, 流れ先端部位置や, 流れ到達時間, 流れのはく離現象, 渦流部などの予測についてはほぼ実験結果と一致した. また合流面についても妥当な予測ができ, 本モデル式による数値予測が可能であることが明かとなった.
3.現在, シミュレーションで流れ挙動の解明を続行中である. 今後更に収束性の良い数値解析法の研究を行い, 最適湯流れ設計への有力なモデルを開発を行ってゆく.