[解析事例] Delta Groupは、冷却ファンブラケットの変形を改良するためにMoldex3D を利用

冷却ファンブラケットの機能は、冷却コンポーネントの実装とサポートです。その平面度は、組立て作業にとって極めて重要です。このケースでは、収縮が原因で冷却ファンブラケットの角が陥没し、要求される寸法スペックの0.2mm を満たすことができませんでした。よってここでの主要な目的は、寸法の安定性を改善することです。

Fig. 2 収縮により、冷却ファンブラケットの角が凹み、寸法公差を超えてしまいました

Fig. 3 製品変形は 0.3 mm.

製品品質を効率的に改良するため、Delta Groupの R&Dチームは Moldex3Dの流動解析、保圧解析、冷却解析モジュールを使い、元の設計の問題を明らかにしました。

Figure 4 は元の設計の流動解析結果です。構造上の問題により、製品強度に問題が生じています。充填完了時にコーナー部分が充填されるため、保圧が不十分です。これが製品収縮を引き起こし、製品強度に影響を及ぼします。

Fig. 4 流動解析結果

Figure 5で示すように、温度分布解析結果から保圧完了時の温度が230℃ (黄色)よりも高いことがわかります。この場合、厚い部分に内部熱集中が発生し、不均一な収縮を引き起こすことがあります。

Fig. 5 保圧温度分布解析結果

Figure 6 は冷却解析結果です。ここから冷却完了時（赤色）に熱集中が起きていることがわかります。これは製品変形や冷却時間の延長を引き起こします。

Fig. 6 冷却解析結果

問題の根本原因を明らかにした後、Delta Group はMoldex3D による変形解析を実施し、改良後の設計と元の設計：シングルリブ（元の設計）、ダブルリブ（修正後1）、円柱を含むダブルリブ（修正後2）の比較を行いました。この3つの設計の比較を行うことで、Delta Group はZ-変位の変化を観察し、ブラケットの変形を検証しました。解析結果から、修正後2のそり変形が最小（-0.39mm 〜 0.36）となり、この中で最も良い設計であることがわかりました (Fig. 7 ,8)。

元の設計（リブ）	修正後 1 （ダブルリブ）	修正後2 （ダブルリブ & 円柱）
Z-軸変位: -0.57~0.38mm	Z-軸変位: -0.41~0.37mm	Z-軸変位: -0.39~0.36mm

Fig. 7 Moldex3Dを使って3つの設計を比較し、 修正後2のZ-変位が最小となるため、これが最も良い設計であると判断しました

元の設計: 貧弱な構造	修正後 1： 標準的な構造	修正後2：最適な構造
変位: 0.30mm 平坦度は仕様を超過	変位<0.18mm 平坦度は標準範囲内	変位<0.15mm 平坦度は仕様に適合

Fig. 8 Delta Group はMoldex3D シミュレーションソフトウェアを使って、円柱を含むダブルリブが最適な設計であると結論づけました