マルチスケール非線形複合材料 モデリングプラットフォーム「Digimat」

Brochure Digimat マルチスケール材料モデリングソフトウェア

材料の力を活かす 材料は、一連の材料サプライチェーンから自動車、航空宇宙、電子機器、医療用途に至るまで、さまざまな 製造業のあらゆる場面で使用されています。Digimatは、材料の可能性を最大限に活用することで、最適 な材料選定、製品設計における軽量化、材料の無駄を排除、さらに材料からのイノベーションを加速し、持 続可能な社会への貢献が期待されます。 Digimatは、プラスチック、コンポジット、エラストマー、金属、セラミックスなどの複雑な多相材料のマイク ロメカニカルモデリングに焦点を当てた最先端のマルチスケール材料モデリングソフトウェアで、微子構造 レベルから試験片、部品、システムレベルでの性能を明らかにします。Digimatは、材料、製造プロセス、 部品の構造強度間の連携によるギャップを埋め、軽量化、コスト削減、製品化までの時間を最小限に抑え ながら、革新的な高性能製品の設計を可能にします。 Digimatのソリューションは、大きく3つの柱に基づいた 総合的なシステムを形成しています。 • 仮想的に材料を設計・試験するデジタル材料ラボラトリー • 汎用FEMソルバーとの連携による、材料・製造・部品性能をつなぐ連成解析 • プラスチック、コンポジットを中心とした積層造形シミュレーション 2003年、Digimatはe-Xstream Engineering社によって開発・商品化されました。同社は2012年に MSC Software、2017年にはHexagon ABの一部となり、仮想世界と物理世界の結びつきをさらに加 速させます。 2 Manufacturing Intelligence hexagon.com

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デジタル材料ラボラトリー マルチスケール材料シミュレーションは、材料のマクロ特性を支配するミクロ構造に関するメカニズムへの 理解や洞察を反映させることにより、科学者やエンジニアが複雑な材料挙動を正確に把握できるよう支援 します。コンポジット、繊維強化プラスチック、発泡体、その他多くの材料系マルチフィジックス性能は、材料 特性や微視構造の仮想テストによって予測することができます。こうした材料のデジタルツインを作成する ことで、現実世界と仮想世界を結びつけ、効率的な材料のスクリーニング、有望な候補材料を特定するとと もに、物理試験を最小限に抑えることで開発時間とコストを大幅に削減し、材料のイノベーションを加速さ せることができます。 主な機能とメリット • CTスキャンデータをもとに、現物の微視構造に対して高度なシミュレーションを行います。 • 材料モデル、微視構造、物理特性、テストなどの広範なライブラリにアクセスし、デジタルツイン を作成することができます。 • 材料挙動を調査・理解し、損傷や欠陥の発生を予測します。 • 積層複合材料における繊維のうねり、繊維束の隙間、空隙率、層間剥離など、製造欠陥の影響 を調査します。 • 物理試験の回数を減らしながら、材料、プロセス、試験パラメータのバラツキを考慮します。 • 材料、レイアップ、試験、環境条件の完全な試験マトリクスを定義し、わずか数クリックで積層 複合材料の仮想剛性と仮想強度を予測します。 4 Manufacturing Intelligence hexagon.com

ツールおよびソリューション Digimat-MFは、高速かつ正確な結果を提供する平均場均質化法に基づいて、 多相材料のマクロ特性を計算します。 Digimat-FEは、材料の微視構造の代表体積要素（ RVE） を生成します。RVE の 有限要素解析により、複合材料そのものについて深く知ることができます。 Digimat-VAは、材料、プロセス、テストに関連するバラツキを考慮しながら、積層 複合材料の特性を評価するための試験マトリクスを仮想的に定義することができます。 hexagon.com Manufacturing Intelligence 5

マルチスケールシミュレーション 統合計算材料工学（ICME）に基づいたDigimatのソリューションは、製造プロセス、材料特性、部品性能 を本質的に結びつけることで、CAE解析をより高度で確かなものにします。射出成形や圧縮成形、ドレープ 成形、熱成形、積層造形などのさまざまな製造プロセスは、局所的な微視構造、残留応力、欠陥を引き起こ します。こうした情報は、製造プロセスと部品性能のギャップを埋めるDigimatの材料モデルとマッピング 機能によって把握され、設計シミュレーションがより正確で信頼性の高いものとなります。Digimatを介し たマルチスケールシミュレーションにより、市場投入までの時間を大幅に短縮し、性能と品質に妥協するこ となく部品の軽量化と適切な材料選定によるCO2 排出量削減を実現します。 主な機能とメリット • 材料サプライヤーから提供された独自の材料データベースより、Digimat材料カードを入手す ることができます。この材料カードは、さまざまな種類の構造解析においてすぐに使用可能です。 • 強力なリバースエンジニアリング機能（試験結果からDigimat材料パラメーターの同定）により、 材料カードを数分以内に作成可能です。 • Digimatに付随された簡易樹脂流動解析ソフトウェアにより、材料特性と部品性能を最大化す るための最適なゲート位置を迅速に検証することができます。 • 多くの主要な製造プロセスソフトウェアや汎用FEMソルバーとのインターフェースを備えています。 • 多くの構造解析（静的、衝突、クリープ、疲労、NVH、熱管理など）に対して、信頼性の高い材料 モデルを提供し、より高度な製品設計・検証することができます。 • 現物での評価・認証取得のための物理試験を減らすことや製品の軽量化により、持続可能性の 目標に積極的に貢献します。 6 Manufacturing Intelligence hexagon.com

ツールおよびソリューション Digimat-MXは、Digimat材料カードの豊富なデータベースを伴う、材料サプライヤー のエコシステムへのアクセスを提供します。またこのツールは、限られた実験データに基 づく材料カードのキャリブレーションを、簡単かつ迅速に行うことができます。 Digimat-MAPは、製造プロセス解析で使用するメッシュから構造解析のメッシュへ必要 な情報をマッピングさせます。対応するデータとフォーマットには高い汎用性があります。 Digimat-CAEは、汎用FEMソルバーとのインターフェースとして機能し、構造解析に おいて、Digimat材料カードと製造プロセスデータの連成を実現します。 Digimat-RPは、汎用FEMソルバーによる連成解析を実行するための包括的なソリュー ションです。 hexagon.com Manufacturing Intelligence 7

積層造形 Digimatでは、プラスチックやコンポジットの積層造形（3Dプリンター）に特化したソリューションを提供し ます。Digimatは、プロセスエンジニアが製造上の課題であるソリを事前に予測し、ソリ補正を導入するこ とで、トライ&エラーによる時間や素材の無駄を排除することを可能にします。感度解析により、ソリ、積層 時に生じる残留応力、温度場、結晶化度、層間の接着、空隙率などの予測に関するプロセスパラメータの 影響を評価することができます。材料モデリング、積層造形プロセス、構造部品の性能を組み合わせた包括 的なアプローチにより、高性能な材料挙動を分析し、積層造形品の生産性と品質を最適化することができ ます。 主な機能とメリット • 3Dプリンタや材料のデータベースを活用することができます。 • SLS、FFF、FDMの積層プロセスを再現し、積層時の反りや残差応力を予測します。 • 感度解析により材料特性やプロセスパラメータを調整し、ばらつきや製造上の不具合を考慮します。 • 数百回のトライ&エラーを数クリックで削減し、部品の生産性と構造性能を最適化します。 • 合理的なユーザーインターフェースとガイド付きワークフロー、そして専用のFDMウィザードで 迅速な解析設定をお楽しみください。 8 Manufacturing Intelligence hexagon.com

ツールおよびソリューション Digimat-FEは、格子構造の代表体積要素（RVE）を生成します。このRVEの有限要 素解析により、非強化材料と強化材料それぞれについて深く考察することができます。 Digimat-RPは、汎用FEMソルバーによる連成解析を実行するための包括的なソリュー ションで、積層造形プロセスに起因する材料の微視構造を考慮することができます。 Digimat-AMは、ポリマーやコンポジットのレーザー焼結法（SLS）、熱溶解積層法 （FDM、FFF）における造形プロセスシミュレーションと最適化を行うことができます。

材料のデジタルトランスフォーメーションで お客様を支援 実証された効率性 − ICMEに基づく設計で、製品の品質を高めながら、 市場投入までの時間を40%短縮します。 イノベーションへのコミットメント − AIと機械学習で材料のイノベーションを 90%加速し、設計時間とコストを削減します。 持続可能性の追求 − 最大40%の軽量化を実現し、資源の無駄、 廃棄物や公害を減らすことができます。 自律性を重視 − 材料データを最大限に活用し、最終的に目指すのは 材料の自律性です。 10 Manufacturing Intelligence hexagon.com

トレーニング 日本国内においても初級から上級まで、充実したトレーニングを提供可能です。当社のエキスパートが作成・ 指導するトレーニングによって、Digimatソフトウェアのもつ能力を最大限に引き出すことを目的としています。 トレーニングコースは、プレゼンテーションと製品デモの後、実践的な体験セッションを組み合わせて構成 されています。 お客様のニーズに合わせてカスタマイズされたトレーニングは、当社のトレーニングルームもしくはお客様 の施設で開催することが可能です。一般的なトレーニングや技術移転のみならず、お客様ならびに業界特 有のモデルや課題を解決することを目指しております。 お問い合わせは、トレーニングサービスチーム（digimat.support@mscsoftware.com）まで。 サービス内容 当社は、優れたチームによって、お客様の特定のニーズや要件に基づいたコンサルティング・サポートを提 供しています。これは、プロジェクトベースで年に数回解析を行うことから、繰り返し可能なプロセスを社 内で構築するためのフルタイムスタッフの派遣まで、さまざまな形で対応します。 当社の専門分野には、さまざまな材料システムやプロセスに対するICMEにおける材料特性評価、CTスキャ ン研究、材料工学と仮想テスト、設計と製造におけるエンジニアリング、データサイエンス（AI/ML）などがあり、 あらゆる産業に対応しています。 お問い合わせは、エンジニアリングサービスチーム（thierry.malo@hexagon.com）まで。 hexagon.com Manufacturing Intelligence 11

Hexagonは、センサー、ソフトウェア、自律型テクノロジーを組み合わせた、デジ タルリアリティソリューションのグローバルリーダーです。当社は産業、製造、イン フラ基盤、公共、モビリティの分野で効率、生産性、品質、安全性を高めるために データを活用しています。 当社のテクノロジーは、生産エコシステムと人関連エコシステムを形成、その繋が りと自律性を促進し、発展性のある持続可能な未来を創造します。 Hexagon Manufacturing Intelligence事業部は設計からエンジニアリング、 製造、計測に至るまでデータを活用したソリューションを提供し、お客様のさらに スマートな製品製造を支援します。 Hexagon（ Nasdaq Stockholm: HEXA B）に関する詳細はhexagon.com をご覧ください。 また、@HexagonABのフォローをお願いします。 © 2023 Hexagon AB および／またはその子会社および関連会社。無断転載を禁じます。