2022年ニュースリリース

　日立金属株式会社（以下 日立金属）は、シンガポールA*STAR（科学技術研究庁）のInstitute of High Performance Computing（以下 IHPC）と共同で、金属積層造形^*1向けマルチスケール^*2統合シミュレータを開発しました。これにより、金属積層造形を仮想空間上で再現（デジタルツイン^*3を実現）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においてワンストップで行うことを可能としました。これにより金属積層造形の用途の拡大、普及に貢献します。

１．背景

　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した。そのため、設計に必要な情報等が得られないことから、用途の拡大を妨げる要因となっていました。そこで、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めざすことにしました。
　日立金属とIHPCは、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、これまで開発に取り組んでまいりました。

２．概要

　今回開発した統合シミュレータAdditive Manufacturing Digital Twin（以下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、製品冷却に至るそれぞれの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することを可能とします。これにより、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・残留応力の予測が可能となります。この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、お客様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（アッセンブリコンポーネントで実施するデジタルツイン）のためのデータの提供が可能となり、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ります。
　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されます。

３．特長

１）

マルチフィジックス^*4プロセスに対応するためIHPCで独自にカスタマイズされたコード^*5を使用

２）

部品スケールと粉末スケールの両方で情報を取得するためのマルチスケール統合アーキテクチャ^*6

３）

空隙率、微細構造、および機械的特性に関する情報を生成する粉末および溶融金属の高度なモデル

４）

粉末床^*7、粉末肉盛り造形（DED）^*8、ワイヤ供給^*9プロセスに対応可能

以上

【報道機関からのお問い合わせ】
日立金属株式会社 コミュニケーション部 担当 南 TEL 090-1043-4934

• 金属積層造形向けマルチスケール統合シミュレータ「AM-DT」を開発（PDF：）