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日立金属、A*STARと金属積層造形向けマルチスケール統合シミュレータを開発

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日立金属は、シンガポール科学技術研究庁(A*STAR)の研究機関Institute of High Performance Computing(IHPC)と共同で、金属積層造形向けマルチスケール統合シミュレータを開発した。金属積層造形を仮想空間上で再現(デジタルツイン)して、製品設計、造形方案開発、品質設計から評価までを仮想空間でワンストップで行うことが可能となった。2022年11月17日発表した。

金属積層造形品は一品一葉の製造プロセスでつくられるため、造形品の機能評価をする手段が限定的で、設計に必要な情報等が得られず用途拡大を妨げる要因となっていた。

日立金属とIHPCは、金属積層造形品の機能評価をデジタルで行うことで、設計に必要な情報を得られるようにすることを目指し、2018年にIHPCが保有している高度なシミュレーション・解析技術を応用して金属積層造形のデジタルツインを実現する共同プロジェクトを立ち上げ、開発に取り組んできた。

開発した統合シミュレータ『Additive Manufacturing Digital Twin』(AM-DT)は、金属積層造形における金属粉末投入、レーザーなどによる局所溶融、急冷凝固、製品冷却に至る物理現象をそれぞれに合わせた異なるスケールでコンピューターシミュレーションでき、造形時の温度履歴や造形品の材料組織・欠陥・機械特性、造形後の変形・残留応力を予測できる。

同システムは金属積層造形品のすべての部位の特性を予測できるため、より実体に近い評価や、顧客が金属積層造形品を使用する前提で実施する輸送機器、機械設備、化学プラント等のシミュレーションのためのデータを提供でき、これまでにないデジタル空間でのシステム評価が可能となるという。

日立金属は「この成果により金属積層造形品を構成部品として設計段階から組み込むことが可能となり、金属積層造形品の普及に大きく貢献することが期待できる」としている。

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