2018 Fiscal Year Research-status Report
複雑水管経路設計法と金型温度制御による射出成形プロセスパラメータの多目的最適設計
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17K06114
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
北山 哲士 金沢大学, 機械工学系, 教授 (90339698)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 最適設計 / 多目的最適化 / CAE / プラスチック射出成形 / 機械学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
プラスチック射出成形における品質と生産性の向上を達成するため，シミュレーションと最適化技術を用いたプロセスパラメータの多目的最適設計を行い，またシミュレーション結果を基に検証実験を行った．具体的には，前年度に考察をしたウェルドライン削減に関し，ウェルドライン温度を最大化することでウェルドライン削減を狙い，プロセスパラメータの最適値を決定し，検証実験を行った．特に，ウェルドラインと型締力の間にトレードオフ関係があることはシミュレーションによって明らかとなったが，検証実験を行うまでは一般的にそのような関係はないと考えられていた．検証実験の結果，定性的ではあるが，ウェルドラインと型締力の間にはトレードオフの関係があることがわかり，本研究で提案した方法の有効性の一端を明らかにすることができた．また，反り・サイクルタイム・型締力の多目的最適設計を行った．特に，３目的以上の多目的環境下におけるトレードオフ分析法を研究開発し，設計者の満足を定量的に把握しながら最適満足解を得る方法を研究開発した．シミュレーションによる結果を用いて，検証実験を行った．この多目的最適設計では，保圧力を変化させる可変圧力プロファイルを用い，さらに三次元水管を用いることで，サイクルタイムや反りを劇的に改善できることを示すことができ，本研究の有効性を定量的に評価することができた．三次元水管を用いることで一様冷却が可能であり，サイクルタイムのみならず，そりやウェルドラインの抑制といった品質向上にも役立つことが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３目的以上の多目的環境下におけるトレードオフ分析法を開発し，そのツール化もできた．また，三次元水管経路の設計指針が明らかになりつつあり，それを用いることで冷却性能のみならずウェルドラインやそりといった製品不良も大幅に改善できることがシミュレーションのみならず，検証実験結果からも明らかになっている．シミュレーションと最適化技術によるプロセスパラメータの多目的最適設計を実施し，シミュレーションにとどまることなく，検証実験もできている．これらの研究成果を総合的に判断すると，本研究はおおむね順調に進捗していると判断できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の最終年度の取り組みとして，金型温度制御を取り入れた品質と生産性の多目的最適化が挙げられる．金型温度制御に加え，さらにプロセスパラメータも品質と生産性には大きく影響するため，これらを総合的に考えた多目的最適設計問題を構築し，シミュレーションにより金型温度制御の影響や有効性を検証していく予定である．また，シミュレーションにとどまることなく，検証実験を行うことで，本研究で取り組んだ内容の妥当性を総合的に検証していく予定である．
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