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アルミダイカスト工場テクノロジー・サービスによる究極のユーザー体験の創造
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3D機械製図機械製図

3Dデザイン

製品デザイン、完成品反転、金型開発 3Dスタイリング

3Dプロダクトデザイン

寧波禾欣成型有限公司は、高精度マッピングとリバースデザイン技術を通じて、お客様に革新的なソリューションを提供することに重点を置いています。先進的なマッピング設備と専門的なソフトウエアを利用して、物体の空間データを正確に収集し、デジタルモデルを構築し、機械製造、工業設計、建築改修などの分野で効率的なリバースデザインを実現する。チームは精緻なマッピングによって製品構造の細部を復元し、前方設計思考と組み合わせてプロトタイプを最適化し、顧客の製品反復、工程アップグレード、技術転換の完成を助け、設備製造、文化財保護、金型開発などのシナリオで数多くの複雑なプロジェクトを成功裏に実現し、企業がデータ駆動設計によってコストを削減し、効率を高めるのに役立っている。

  • リバースエンジニアリング
  • グラフィックデザイン

製品リバースデザイン

寧波賀鑫模塑有限公司のリバースエンジニアリングプロセスは、高精度3Dレーザースキャンおよびドローン測量技術に基づいており、【データ収集・3Dスキャンによるモデリング・特徴分析・CADモデルの再構築・プロトタイプの最適化】という5つの主要なステップを通じて、複雑な部品や産業用設備および建築構造のデジタルモデルを正確に再現します。フォワード設計の考え方を組み合わせて製品性能と製造プロセスを最適化し、機械製造、金型開発、製品比較などの分野に量産可能な技術ソリューションを提供します。データ駆動型のリバースエンジニアリングにより、企業の研究開発サイクルの短縮、改造コストの削減、市場競争力の向上を支援します。

リバーススキャン
3D金型設計

3D金型設計はデジタル技術を利用して、金型構造を正確に構築し、ダイカスト、低圧鋳造、重力鋳造の三大鋳造工程をカバーし、企業が効率的に高精度部品を生産することを助ける。ダイカスト金型設計は複雑な部品(自動車部品、電子殻など)の製造に適し、高圧高速充填技術に頼って、薄肉部品の平滑な表面と精密な寸法を確保し、金型の圧力強度と冷却効率を核心とする。低圧金型設計はキャビティへのスムーズな低圧(0.01-0.05MPa)充填に基づいて、気孔の欠陥を減らし、アルミ合金ホイールなどの高密度化要求と重点のある中大型製品に適している。重力式金型設計は、金属重量の自然な成形に基づいており、低コストでサイクルタイムが短く、パイプ継手のような単純な構造の大量生産に適しており、充填不足や収縮の問題を解決する必要がある。三種類のプロセスはいずれも、3Dモデリングとシミュレーション分析(メルトフローシミュレーションや熱応力検出など)を通じて欠陥を事前に判断し、パーティング面と排気設計を最適化し、歩留まり率を向上させながら成形コストを削減することができ、自動車、航空宇宙、家電業界における精密鋳造品の多様な需要を満たすことができます。

  • ダイカスト金型3D
  • グラビティ・キャスティング3D
  • 低圧鋳造3D

ダイカスト金型設計

Hersinは先進的なCAD/CAMソフトウェア(SolidWorks、AutoCADなど)を用いて、高精度金型のデジタル開発を実現し、ランナーシステム、冷却構造、排出ソリューションを最適化し、金型寿命と生産性を向上させます。当社の設計サービスは自動車部品、電子部品、家電製品などのダイカスト分野をカバーしており、3Dシミュレーション検証を通じて、試作金型のコストを削減し、パーティング面の精度と公差±0.01mm制御を確保し、複雑な曲面や薄肉構造の設計をサポートし、企業の30%製品の開発サイクルを短縮することができます。ISO9001標準に基づき、亜鉛/アルミ/マグネシウム合金のダイカスト鋳造プロセスのニーズを満たすために、カスタマイズされた金型キャリア、スライド、排気システムのソリューションを提供し、相談をクリックして、無料の設計プランを取得します!

ダイカスト金型

3D設計およびデジタルエンジニアリングサービス

寧波賀鑫模塑有限公司は、以下の分野を網羅しています製品の逆設計、2次元図面から3次元モデリングへの変換、鋳造金型の3D設計3つの重点分野におけるデジタルエンジニアリングサービス。SolidWorks、UG/NX、AutoCAD などの主要な CAD プラットフォームを基盤とし、ProCAST、MAGMASOFT、Flow-3D などの金型・流動シミュレーションツールを組み合わせることで、賀鑫は金型開発の初期段階において、デジタルモデリングとシミュレーション解析を通じて鋳造欠陥を予測し、注湯・排湯システムを最適化することで、試作および修正の回数を2ラウンド以内、金型の開発期間を効果的に短縮し、試行錯誤にかかるコストを削減する。

サービスの位置づけ:3D設計は、鋳造金型開発におけるフロントエンド工程です。賀鑫は、製品の計測・図面作成→3Dモデリング→金型設計→成形シミュレーション→金型製造に至るまでの一貫したサービスを提供しており、各工程のデータがシームレスに連携されるため、設計データと製造現場との乖離に起因する手直しや情報の劣化を防ぐことができます。

製品の逆設計プロセス

原図面がない実物部品や、老朽化した金型の交換用部品の再現、あるいは競合製品の分析といったニーズに対し、賀鑫は以下の手法を採用している。高精度3Dスキャン + CADモデルの再構築リバースエンジニアリングの手法を用いて、実物の部品を編集・最適化可能なデジタルモデルに変換します。全プロセスは5つの段階から構成され、各段階が密接に連携することで、リバースエンジニアリングモデルの精度が製造要件を満たすことを保証します:

1

3次元データ取得

レーザースキャナーまたは構造光装置を使用して部品表面の点群データを取得します。スキャン精度は±0.02mmで、複雑な曲面の曲率、丸みのあるエッジの移行部、および微細な特徴の詳細を捉えることができます。

2

点群処理とモデリング

Geomagic Design X / SolidWorks を使用して、点群のノイズ除去、接合、曲面フィッティングを行い、三角メッシュモデル(STL 形式)を生成し、スキャンによる死角を補完する。

3

特徴抽出と分析

主要な幾何学的特徴(基準面、位置決め穴、嵌合面、肉厚分布)を識別し、寸法公差および形状・位置公差情報を抽出することで、パラメトリックモデリングの基礎を提供する。

4

CADモデルの再構築

特徴分析の結果に基づき、CADソフトウェアを用いてパラメトリックにソリッドモデルを再構築し、スキャンによる欠陥を修正するとともに、抜き勾配(1°~3°)および鋳造用丸み(R≥1.5mm)を追加する。

5

正方向最適化の検証

フォワードデザイン思考を取り入れてモデルの構造を最適化し、CAEシミュレーションによって製造可能性を検証した上で、寸法公差および形状・位置公差を含む設計図面と生産用モデルを作成する。

2次元図面から3次元モデリングへの変換

お客様から提供された2次元設計図面(DWG/DXF/PDF)を基盤として、パラメトリックCADモデリングツールを用いて、平面図、寸法、断面記号、公差情報を正確な3次元デジタルモデルに変換します。このプロセスでは、設計者に以下の能力が求められます。機械製図の読解力歌で応える空間幾何学の再構築能力、モデルが図面の設計意図と一致していることを確認する:

1

図面の解析

各図面ごとに、三面図(正面図、上面図、側面図)および断面図における寸法表記、公差要件、表面粗さ記号を分析し、重要な基準面および嵌合関係を特定する。

2

基礎モデリング

SolidWorks / UG / NX において、押し出し、回転、スキャン、ラフニングなどの操作を用いて基本形状を構築し、図面の寸法を厳密に遵守してモデルパラメータを設定します。

3

詳細な特徴の追加

面取り、丸み、抜き勾配、ねじ穴、リブなどの詳細な形状を追加し、図面の寸法表記に従って寸法精度を±0.02mmに調整する。

4

組立検証

多部品アセンブリに対して干渉チェックと動作シミュレーションを行い、嵌合クリアランスと動作範囲を検証し、3Dモデルが組立および使用要件を満たしていることを確認する。

鋳造金型の3D設計

賀鑫の報道範囲高圧ダイカスト金型、低圧鋳造金型、重力鋳造金型3種類の鋳造プロセスに対応した金型の3D設計。鋳造プロセスによって、金型の強度要件、冷却設計、分割面の設定、および排気レイアウトには顕著な違いがあります。以下では、設計パラメータからシミュレーション手法に至るまで、順を追って解説します:

ダイカスト金型設計

分割面の精度±0.01 mm
金型材料H13 / SKD61 熱間成形用鋼
冷却設計形状追従型水路 + スポット冷却管
シミュレーションツールFlow-3D / MAGMASOFT
スライダー機構油圧式コア引き抜き/斜めガイドピン
典型的なアプリケーション自動車部品、電子機器用筐体
高圧・高速充填(充填速度 50~100 m/s)には、金型に高い耐圧強度と効率的な冷却能力が求められます。設計上の重点:① ゲート・ランナーシステムの最適化――金型流動シミュレーションにより、ゲート位置、断面積、オーバーフロー溝の配置を決定し、充填バランスを確保する;② 冷却水路の設計――金型の形状に沿った冷却水路を採用し、金型内の温度分布(180~220°C)を制御することで、ホットスポットによる金型への付着を防止する;③ 排気システム――分型面およびコア部に排気溝(深さ 0.08~0.15mm)を設け、気泡混入による欠陥を低減する。

低圧鋳造金型設計

分割面の精度±0.03 mm
金型材料H13 / QT500-7 ダクタイル鋳鉄
打設方法昇液管底部注入+保圧・収縮補正
シミュレーションツールProCAST / MAGMASOFT
充電圧力0.02~0.08 MPa
典型的なアプリケーションアルミ合金製ホイール、モーターハウジング
層流充填(充填速度 0.05~0.5 m/s)+圧力補縮(0.1~0.3 MPa)というプロセス特性により、金型設計の核心は注湯システムと補縮通路にある。設計上の重点:① 昇液管の直径とゲート位置――溶融アルミニウムが安定して上昇し、温度分布が均一になるよう確保すること;② 順次凝固制御――金型の温度分布設計および局所的な冷却/加熱により、補縮通路の通水性を確保すること;③ 排気設計――キャビティの最高点および遠端に排気プラグ(φ6~φ10mm)を設置し、ガス滞留を防止する。

重力鋳造の金型設計

分割面の精度±0.02 mm
金型材料QT500-7 / HT250
打設方法重力式上注・下注+リーダによる収縮補正
シミュレーションツールAnyCasting / ProCAST
砂芯の組み合わせ金属型+樹脂製砂芯
典型的なアプリケーションエンジンマニホールド、ポンプハウジング
重力鋳込みは、鋳込みシステムの幾何学的設計によって流態を制御するものであり、金型コストは低いものの、充填不足や収縮孔に対して適切な対策を講じる必要がある。設計上の重点:① 鋳込みシステム――横鋳込み路の断面積と直鋳込み路の高さを設計し、適度な充填速度を確保する(乱流を回避するため);② リーダ配置――ホットスポット法を用いてリーダの位置と寸法を算出し、順次凝固を実現する;③ 砂コアの組み合わせ――金属型と樹脂砂コアの組み合わせ設計により、複雑な内部構造に対応する。

3種類の鋳造金型の設計パラメータの総合比較

設計パラメータ ダイカスト金型 (HPDC) 低圧鋳造金型 (LPC) 重力鋳造用金型 (GDC)
分割面の精度±0.01 mm±0.03 mm±0.02 mm
金型材料H13 / SKD61 熱間成形用鋼H13 / QT500-7QT500-7 / HT250
金型寿命8万~15万サイクル3万~5万サイクル2万~10万サイクル
冷却方式形状追従型水路 + スポット冷却管水冷/空冷 ゾーン別温度制御自然冷却/局所空冷
排気設計分割面のエジェクタ溝(0.08~0.15mm)排気プラグ(φ6~φ10mm)分割面 + コアからの排気
スライダー/コア引き抜き油圧式コア引き抜き/斜めガイドピン油圧式コア引き抜き/手動手動/斜めガイドポスト
絞り型の傾斜1°~2°(内側)/ 0.5°~1°(外側)1.5°~3°2°~5°
金型開発期間25~40日20~30日15~25日
試作金型の修正回数2ラウンド以下2ラウンド以下2ラウンド以下
金型コスト(相対的)真ん中低~中
鋳物の肉厚への適合1~6 mm3~15 mm4~30 mm
代表的な製品自動車用センサーハウジング、電子ヒートシンクアルミニウム合金製ホイール、新エネルギー用モーターハウジングエンジンマニホールド、油圧バルブブロック

CAEによる成形シミュレーションと欠陥予測

賀鑫は金型設計の段階からすでに導入したCAE 鋳造シミュレーション解析、数値シミュレーションを通じて、鋳型内の溶湯の充填挙動、凝固過程、および発生しうる鋳造欠陥を予測し、金型加工前に設計の最適化を完了させる。中核となるシミュレーション能力は、以下の側面を網羅している:

1

充電プロセス・シミュレーション

金型キャビティ内における溶融金属の流動経路、充填速度、温度分布をシミュレーションし、ガス巻き込み、冷隔、充填不足などの欠陥を予測した上で、内注口の位置や注湯路の断面積を最適化する。

2

凝固過程の解析

鋳物の各部位の凝固順序と凝固時間を算出し、孤立した液相領域や熱節の位置を特定し、収縮孔や収縮空洞の発生傾向を予測し、湯口配置と冷却システムを最適化する。

3

熱応力と変形

鋳物の凝固および冷却過程における熱応力の分布と変形の傾向を分析し、熱割れのリスクや寸法偏差を予測するとともに、金型の反変形補償設計の指針とする。

4

金型の温度分布

連続生産における金型の温度分布と熱平衡状態をシミュレーションし、冷却水路の配置と冷却媒体のパラメータを最適化することで、金型温度がプロセス許容範囲内(±10°C)に安定するように確保する。

3D設計および金型開発における一般的な技術的課題

Q:リバースエンジニアリングによるスキャンの精度はどの程度まで達しますか?金型製造の要件を満たすことはできますか?
賀鑫が採用している高精度レーザースキャナーは、標準モードでのスキャン精度が±0.02mmに達し、ほとんどの鋳造金型の設計要件を満たすことができます。ただし、スキャン精度が最終モデルの精度とイコールではない点に注意が必要です。リバースエンジニアリングの鍵となるのは、点群処理後のCADモデル再構築の段階にあり、設計者はスキャンノイズと実際の幾何学的特徴を識別し、パラメトリックモデリングを通じて修正を行う必要があります。嵌合面や位置決め穴などの重要な特徴については、賀鑫は再構築後に三次元測定機を用いて実物検証を行い、モデルの精度が設計要件を満たしていることを確認します。部品に深く狭い溝や小径の深穴など、スキャンが困難な領域が含まれている場合は、手作業による測定を組み合わせてデータを補完する必要がある場合があります。
Q:2次元図面しかなく、3次元モデルがない場合、そのまま金型設計を行うことは可能ですか?
はい、可能です。賀鑫では、2次元設計図から3次元モデリングへの完全な変換サービスを提供しており、DWG、DXF、PDFなどの形式の図面入力に対応しています。ただし、2次元図面の完全性と正確性は3次元モデリングの品質に直接影響します。図面に寸法の矛盾、図面の欠落、公差表記が不明確な場合などがある場合は、設計者がお客様と確認を行った上でモデリングを行います。複雑な曲面を持つ部品(インペラ、スパイラルケーシングなど)の場合、2次元図面では3次元曲面情報を完全に表現することが難しいため、実物サンプルを提供してリバーススキャンによるモデリングを行うことをお勧めします。これにより、効率が向上し、精度もより確実に確保できます。
Q:金型流動シミュレーションは試作に代わるものですか?それとも、やはり試作による検証が必要ですか?
金型流動シミュレーションは試作を完全に代替することはできないが、試作回数を大幅に削減することは可能である。賀鑫の実務経験によれば、十分なCAEシミュレーションを行うことで、試作・修正の回数を従来の4~6回から2回以内に短縮できる。シミュレーションが試作に取って代われない理由は、①シミュレーションモデル自体に簡略化の仮定(界面熱伝達係数や材料の構成モデルなど)が存在し、実際の稼働条件との間に偏差があること、②生産プロセスにおける変動要因(溶融アルミニウムの温度変動、金型の予熱の均一性、離型剤の噴霧効果など)をシミュレーションで完全に再現することが困難であることにある。正しい方法は「シミュレーション先行、試作による検証」です。つまり、シミュレーションによって最適な案を選定し、その後、試作を通じて最終的に確認を行い、プロセスパラメータを微調整します。
Q:賀鑫は金型設計にどのようなソフトウェアを使用していますか?顧客の設計ファイル形式と直接連携することは可能ですか?
賀鑫は主にSolidWorksおよびUG/NXを使用して金型の3D設計を行っており、主要なCADフォーマット(STEP、IGES、X_T、STL、DWG、DXFなど)の直接インポートに対応しています。お客様から提供されたネイティブCADファイル(SolidWorksの.sldprt、CATIAの.CATPart、Pro/Eの.prtなど)についても、賀鑫は直接読み込み・編集が可能です。お客様が他のCADプラットフォームをご利用の場合は、STEP AP242形式でのエクスポートをお勧めします。この形式は、形状やアセンブリ関係を保持できるため、データ変換による損失を最小限に抑えることができます。成形シミュレーションに関しては、賀鑫はProCAST、MAGMASOFT、Flow-3Dなどの専門ツールを使用しており、お客様による評価用に詳細なシミュレーション分析レポートを出力することが可能です。

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