(57)【要約】【課題】鋳造条件のバラツキを考慮した管理幅を提供する。【解決手段】鋳造条件決定方法は、鋳造条件の狙い値を決定する狙い値決定工程と、鋳造条件の管理幅を決定する管理幅決定工程と、を備える。狙い値決定工程は、湯口方案モデルを設定した金型モデルを構築し、鋳造条件を選定し、金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行し、鋳造シミュレーションの結果を評価し、鋳造モデルの所定の特性を満足する最良の金型モデルを決定すると共に最良の鋳造条件を狙い値として決定する。管理幅決定工程は、狙い値として決定した鋳造条件のうち量産時にバラツキの発生が予想される条件を選定し、選定した条件に対して狙い値を含む所定範囲で条件振りし、条件振りした鋳造条件を各々使用し、最良の金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行し、鋳造シミュレーションの結果を評価し、鋳造モデルの所定の特性を満足する鋳造条件の振り幅を管理幅として決定する。【選択図】図４
2020185607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造シミュレーションを用いて鋳造条件を決定する鋳造条件決定方法であって、
鋳造条件の狙い値を決定する狙い値決定工程と、
前記狙い値に基づいて前記鋳造条件の管理幅を決定する管理幅決定工程と、
を備え、
前記狙い値決定工程は、
対象製品の鋳造モデルを取得する工程と、
前記鋳造モデルに対応するキャビティへの溶湯の注入口である湯口方案モデルを設定した金型モデルを構築する工程と、
鋳造条件を選定し、前記金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行する工程と、
前記鋳造シミュレーションの結果を評価し、前記鋳造モデルの所定の特性を満足する最良の金型モデルを決定すると共に最良の鋳造条件を前記狙い値として決定する工程と、
を含み、
前記管理幅決定工程は、
前記狙い値として決定した鋳造条件のうち量産時にバラツキの発生が予想される条件を選定し、該選定した条件に対して前記狙い値を含む所定範囲で条件振りする工程と、
前記条件振りした鋳造条件を各々使用し、前記最良の金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行する工程と、
前記鋳造シミュレーションの結果を評価し、前記鋳造モデルの前記所定の特性を満足する鋳造条件の振り幅を管理幅として決定する工程と、
を含む、
鋳造条件決定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造条件決定方法であって、
前記湯口方案モデルは、射出装置からの溶湯が注ぎ込まれるビスケットと、前記ビスケットに連結されるランナと、前記ランナと前記キャビティのゲートとに連結されるゲートランナと、を含み、
前記鋳造条件は、鋳造マシンの仕様から定まる鋳造マシン条件を含み、
前記狙い値決定工程は、前記湯口方案モデルを設定するに際して、前記ゲートランナの体積を表面積で割ったモジュラスに対する前記ランナのモジュラスの比が指定のモジュラス比となると共に前記ランナのモジュラスに対する前記ビスケットのモジュラスの比が前記指定のモジュラス比となるように前記ゲートランナと前記ランナと前記ビスケットとを生成する、
鋳造条件決定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の鋳造条件決定方法であって、
前記狙い値決定工程は、前記湯口方案モデルを設定するに際して、前記ゲートの断面積に対する前記ゲートランナと前記ランナとの連結部における断面積の比が指定の断面積比となるように前記ゲートランナと前記ランナとを連結すると共に前記ゲートランナと前記ランナとの連結部における断面積に対する前記ランナと前記ビスケットとの連結部における断面積の比率が前記指定の断面積比となるように前記ランナと前記ビスケットとを連結する、
鋳造条件決定方法。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の鋳造条件決定方法であって、
前記狙い値決定工程は、前記キャビティに対して同一面上の互いに直交する４方向から湯口方案モデルを連結した４つの金型モデルを構築し、該構築した４つの金型モデルの各々を使用して鋳造シミュレーションを実行し、前記鋳造シミュレーションの結果を評価して前記４つの金型モデルのうち最良の金型モデルを決定する、
鋳造条件決定方法。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１項に記載の鋳造条件決定方法であって、
前記金型モデルは、金型冷却水路を含み、
前記鋳造条件は、前記金型冷却水路を前記金型へ配置する冷却条件を含む、
鋳造条件決定方法。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか１項に記載の鋳造条件決定方法であって、
前記鋳造条件は、鋳造サイクルタイム条件、溶湯の材質から定まる溶湯材質条件、金型の材質から定まる金型材質条件、溶湯が前記湯口方案モデルに注ぎ込まれる直前の溶湯および金型の各温度と雰囲気温度とを定める温度条件を含む、
鋳造条件決定方法。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか１項に記載の鋳造条件決定方法であって、
前記鋳造シミュレーションは、金型温度サイクル計算と湯流れ計算と凝固計算と熱変形計算とのうち１つまたは複数の組み合わせにより行なう、
鋳造条件決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、鋳造条件決定方法について開示する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイカスト鋳造用金型を製作する方法として、試作鋳造を行なう試作鋳造工程Ｓ１と、熱履歴データを取得する熱履歴データ取得工程Ｓ２と、金型変形データを取得する金型変形データ取得工程Ｓ３と、鋳物変形データを取得する鋳物変形データ取得工程Ｓ４と、ダイカスト鋳造をシミュレーションする鋳造シミュレーション工程Ｓ５と、熱解析工程Ｓ６と、金型解析工程Ｓ７と、鋳物解析工程Ｓ８と、金型解析結果を判定する金型判定工程Ｓ９と、鋳物解析結果を判定する鋳物判定工程Ｓ１０と、判定結果に基づいてダイカスト鋳造用金型を製作する金型製作工程Ｓ１１と、判定結果に基づいて金型モデルのキャビティ形状等を修正するモデル修正工程Ｓ１２と、を備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、試作鋳造工程の際に取得した複数のデータ（熱履歴データ，金型変形データ，鋳物変形データ）に基づいて試作用金型および試作鋳物の変形量をシミュレーション解析することができ、当該シミュレーションの解析結果に基づいて最終的に鋳造される鋳物に歪みや変形が生じることがない条件を求めることができる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９３０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の方法は、試作で得られた実測値を基に鋳造シミュレーションを行ない、得られた鋳造モデルおよび金型モデルの変形量が許容範囲内か否かを判定し、許容範囲内にあれば、鋳造シミュレーションに用いた金型モデルで金型の製作を行ない、許容範囲内になければ、金型モデルやダイカストマシンモデルの鋳造条件の修正を行なって再度鋳造シミュレーションを行なうものである。つまり、鋳造シミュレーションで得られる鋳造モデルおよび金型モデルの変形量が許容範囲内となるまで金型モデル等を修正しつつ鋳造シミュレーションを繰り返し、変形量が許容範囲内となると、そのときの鋳造シミュレーションで用いた金型モデルで金型を製作し、鋳造シミュレーションで用いたダイカストマシンの鋳造条件を遵守して、実際に鋳造製品を製造することになる。しかしながら、鋳造条件を厳密に遵守してダイカストマシンで鋳造を行なうのは困難であり、鋳造条件にバラツキが生じるのが通常である。このため、鋳造製品の品質を一定のレベルで維持しつつ量産を行なうためには、鋳造条件を適切な管理幅で管理することが必要となる。特許文献１記載の方法では、鋳造条件のバラツキが考慮されていないため、鋳造シミュレーションの結果を得た鋳造条件を厳格に管理することが要求されたり、このように鋳造条件を厳格に管理することが困難であることから作業者の経験に基づく鋳造条件の管理幅で管理されたりする。この結果、鋳造モデルの変形量を最小に抑える金型モデルおよび鋳造条件を求め、これに基づいて金型を製作したとしても、量産段階に入った後に、鋳造条件のバラツキによって鋳造製品の変形量が許容範囲を超えるおそれがある。そのような事態となれば、金型の再設計、再製作が必要となり、対処に相当の時間、コストを要してしまう。
【０００５】
本開示の鋳造条件決定方法は、製品の所定の特性を満足する最良の鋳造条件を決定すると共に鋳造条件のバラツキを考慮した管理幅を決定することができる鋳造条件決定方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の鋳造条件決定方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本開示の鋳造条件決定方法は、
鋳造シミュレーションを用いて鋳造条件を決定する鋳造条件決定方法であって、
鋳造条件の狙い値を決定する狙い値決定工程と、
前記狙い値に基づいて前記鋳造条件の管理幅を決定する管理幅決定工程と、
を備え、
前記狙い値決定工程は、
対象製品の鋳造モデルを取得する工程と、
前記鋳造モデルに対応するキャビティへの溶湯の注入口である湯口方案モデルを設定した金型モデルを構築する工程と、
鋳造条件を選定し、前記金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行する工程と、
前記鋳造シミュレーションの結果を評価し、前記鋳造モデルの所定の特性を満足する最良の金型モデルを決定すると共に最良の鋳造条件を前記狙い値として決定する工程と、
を含み、
前記管理幅決定工程は、
前記狙い値として決定した鋳造条件のうち量産時にバラツキの発生が予想される条件を選定し、該選定した条件に対して前記狙い値を含む所定範囲で条件振りする工程と、
前記条件振りした鋳造条件を各々使用し、前記最良の金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行する工程と、
前記鋳造シミュレーションの結果を評価し、前記鋳造モデルの前記所定の特性を満足する鋳造条件の振り幅を管理幅として決定する工程と、
を含む、
ことを要旨とする。
【０００８】
この本開示の鋳造条件決定方法は、鋳造条件の狙い値を決定する狙い値決定工程と、狙い値に基づいて鋳造条件の管理幅を決定する管理幅決定工程と、を備える。狙い値決定工程は、対象製品の鋳造モデルを取得し、鋳造モデルに対応するキャビティへの溶湯の注入口である湯口方案モデルを設定した金型モデルを構築し、鋳造条件を選定し、金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行し、鋳造シミュレーションの結果を評価し、鋳造モデルの所定の特性を満足する最良の金型モデルを決定すると共に最良の鋳造条件を狙い値として決定する。一方、管理幅決定工程は、狙い値として決定した鋳造条件のうち量産時にバラツキの発生が予想される条件を選定し、選定した条件に対して狙い値を含む所定範囲で条件振りし、条件振りした鋳造条件を各々使用し、最良の金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行し、鋳造シミュレーションの結果を評価し、鋳造モデルの所定の特性を満足する鋳造条件の振り幅を管理幅として決定する。決定した最良の鋳造モデルから金型を製作し、製作した金型を用いて決定した最良の鋳造条件に従って製品を生産することで、鋳造条件を厳格に管理したり、作業者の経験に頼ったりすることなしに、鋳造条件のバラツキを織り込みつつ製品を生産することができる。この結果、製品の品質を確保すると共に低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】鋳造金型仮想試作システム１０の概略構成図である。
【図２】鋳造サイクルの一例を示す説明図である。
【図３】金型温度サイクルの一例を示す説明図である。
【図４】鋳造条件決定工程の一例を示す説明図である。
【図５】製品モデルおよび重要部位モデルの模式図である。
【図６】加工代厚み設定用画面の一例を示す説明図である。
【図７】目標品質設定用画面の一例を示す説明図である。
【図８】目標品質の各評価項目を説明する説明図である。
【図９】生産設備設定用画面の一例を示す説明図である。
【図１０】鋳造環境設定用画面の一例を示す説明図である。
【図１１】方案取付面設定用画面の一例を示す説明図である。
【図１２】方案パターン設定用画面の一例を示す説明図である。
【図１３】湯口方案モデルを含む金型モデルの一例を示す説明図
【図１４】湯口方案モデルを含む金型モデルの一例を示す説明図
【図１５】湯口方案モデルの生成の様子を示す説明図である。
【図１６】湯口方案モデルのバリエーションを示す説明図である。
【図１７】解析手法設定用画面の一例を示す説明図である。
【図１８】解析手法設定用画面の一例を示す説明図である。
【図１９】因子・水準設定用画面の一例を示す説明図である。
【図２０】狙い条件シミュレーションの様子を示す説明図である。
【図２１】方案パターンａにおける湯流れシミュレーションの評価結果を示す説明図である。
【図２２】方案パターンｂにおける湯流れシミュレーションの評価結果を示す説明図である。
【図２３】方案パターンｃにおける湯流れシミュレーションの評価結果を示す説明図である。
【図２４】方案パターンｄにおける湯流れシミュレーションの評価結果を示す説明図である。
【図２５】管理幅シミュレーションにおける管理幅設定用画面の一例を示す説明図である。
【図２６】管理幅シミュレーションの評価結果を示す説明図である。
【図２７】条件表発行用画面の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態について説明する。
【００１１】
図１は、鋳造金型仮想試作システム１０の概略構成図である。鋳造金型仮想試作システム１０は、図示するように、データベースサーバ２０と、ＣＡＤ（Computer Aided Design）サーバ３０と、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）サーバ４０と、操作コンピュータ５０と、を備え、これらは、ネットワーク１１を介して接続されている。
【００１２】
データベースサーバ２０は、データベース２１を有し、データベース２１へのデータの保存や更新、管理するためのサーバである。データベース２１には、使用可能なメーカ別の鋳造マシンに関するデータや過去に生産された鋳造製品に関するデータが記憶される他、製品ごとの不良による損失額や不良部位、不良要因を集計した結果が互いに関連付けられた状態で記憶されている。データベースサーバ２０は、ネットワーク１１を介してＣＡＤサーバ３０やＣＡＥサーバ４０、操作コンピュータ５０と接続されており、クライアントからデータを要求するリクエストを受け付けると、受け付けたリクエストに応じたデータをデータベース２１から読み出して当該クライアントへ返送する。
【００１３】
ＣＡＤサーバ３０は、製品の３次元モデル（製品モデル）から当該製品をダイカスト（例えばアルミダイカスト）により生産するための金型の３次元モデル（金型モデル）の作製を支援するＣＡＤプログラム３１がインストールされている。ＣＡＤサーバ３０は、ネットワーク１１を介してデータベースサーバ２０やＣＡＥサーバ４０，操作コンピュータ５０と接続されており、クライアントから金型モデルの作製を要求するリクエストを受け付けると、受け付けたリクエストに従って金型モデルを作製する。
【００１４】
ＣＡＥサーバ４０は、鋳造サイクルをコンピュータ上で再現し、金型モデルや製品モデルの状態を解析するための解析プログラム４１がインストールされている。図２は、鋳造サイクルの一例を示す説明図である。図２中、ｔ１〜ｔ１１は、鋳造サイクルを構成する各工程の工程時間を示し、Ｔは、鋳造サイクルのサイクルタイムを示す。鋳造サイクルは、図示するように、金型のキャビティ表面に離型剤を塗布する離型剤塗布工程と、余分な離型剤を除去するエアブロー工程と、金型を閉じて締め付ける型締め工程と、射出スリーブに注湯する注湯工程と、射出スリーブ内に注湯された溶湯を金型キャビティに射出・充填する射出工程と、金型キャビティに充填した溶湯が凝固して取出し可能な温度になるまで型内で冷却する型内冷却工程と、金型を開く型開き工程と、金型から製品（ダイカスト）を離型する製品取出工程と、製品を冷却水により冷却する水冷工程と、製品のバリ等を除去するトリミング工程と、製品を払い出す払出工程と、を有する。鋳造サイクルを再現して行なわれる解析の種類としては、以下のものがある。
（１）金型温度サイクル計算
（２）湯流れ計算
（３）凝固計算
（４）熱変形計算
【００１５】
（１）金型温度サイクル計算は、常温状態から鋳造サイクルを再現し、溶湯の充填による金型の入熱と冷却による金型の抜熱の結果を温度として計算するものである。図３は、金型温度サイクルの一例を示す説明図である。金型温度サイクル計算では、図３に示すように、常温状態から定常状態に至るまでに必要な所定サイクル数Ｎ（例えば１０サイクル）以上の鋳造サイクルを行ない、定常状態を評価する。
【００１６】
（２）湯流れ計算は、定常状態の温度分布（所定サイクル数Ｎの鋳造サイクルが実行された以降の温度分布）あるいは想定される平均温度の金型に溶湯を射出した際の溶湯の流れ状態（湯流れ）を圧力や速度、温度、充填率として計算するものである。なお、湯流れ計算は、湯流れに加えて、置換すべきガスの状態も計算してもよい。湯流れ計算では、圧力や速度、温度、充填率の他、二次的な結果として、ガス巻き込み量や固相率、充填時間といった内容が評価される。
【００１７】
（３）凝固計算は、湯流れ完了状態から凝固完了状態まで（ｔ６）若しくは一定温度状態から凝固完了状態までの製品温度分布と圧力・応力の変化を計算するものである。この凝固計算では、計算の結果として、凝固完了温度の分布や鋳巣の発生部位、凝固収縮による応力の発生状態等が評価される。
【００１８】
（４）熱変形計算は、凝固完了状態から常温冷却状態まで（ｔ６の途中からｔ１１まで）若しくは一定温度状態から常温冷却状態までの製品温度分布と固体熱変形量、応力を計算するものである。この熱変形計算では、計算の結果として、常温状態の製品の変形状態が評価される。
【００１９】
ＣＡＥサーバ４０は、ネットワーク１１を介してデータベースサーバ２０やＣＡＤサーバ３０、操作コンピュータ５０と接続されており、クライアントから解析を要求するリクエストを受け付けると、受け付けたリクエストに応じて上記（１）〜（４）のいずれか一部または全部の解析を行なう。
【００２０】
操作コンピュータ５０は、ＣＰＵやＲＯＭ，ＲＡＭ，ＨＤＤ（或いはＳＳＤ）を備える汎用のコンピュータとして構成されている。操作コンピュータ５０には、ディスプレイ５１等の表示デバイスと、キーボード５２やマウス５３等の入力デバイスと、が接続されている。操作コンピュータ５０は、ネットワーク１１を介してデータベースサーバ２０やＣＡＤサーバ３０、ＣＡＥサーバ４０と接続されており、各サーバに対してリクエストを送信する。
【００２１】
次に、こうして構成された鋳造金型仮想試作システム１０を用いて鋳造製品の目標品質を達成するための金型モデル（方案パターン）と鋳造条件（条件パターン）とを決定するための工程について説明する。図４は、鋳造条件決定工程の一例を示す説明図である。鋳造条件の決定には、新製品を開発する目的で行なわれる場合と、既存の製品の品質を改善する目的で行なわれる場合とがある。これらの選択は、メニュー画面（図１参照）に表示される選択項目（「新製品」，「品質対策」）のうち希望する項目にカーソルを合わせてクリックした後、「次へ」ボタンをクリックすることにより行なわれる。以下、「新製品」が選択された場合についての鋳造条件決定工程について説明する。
【００２２】
鋳造条件決定工程では、まず、設計部署で作製された製品図（製品モデル）を受領する（ステップＳ１００）。図５は、製品モデルおよび重要部位モデルの模式図である。図示するように、製品モデルのうち後に加工される加工面（加工面モデル）は、３次元モデル上の別パーツ（重要部位モデル）として分類される。本実施形態では、加工面モデルには、加工面が後に切削されることを考慮し、加工面に対して法線方向に延びる加工代厚みが設定される。図６は、加工代厚み設定用画面の一例を示す説明図である。加工代厚み設定用画面は、メニュー画面から遷移する。加工代厚みの設定は、図示するように、ユーザが操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、加工代設定の入力欄に所望の数値を入力すると共に安全率設定の入力欄に所望の数値を入力し、決定ボタンをクリックすることにより行なわれる。ＣＡＤサーバ３０は、操作コンピュータ５０からデータ（加工代と安全率）を受信し、加工代に安全率を乗じて加工代厚みを計算し、加工面モデルに加工代厚みを付加する。そして、加工代厚みを付加した加工面モデルを元の製品モデルと統合して新たな製品モデルを生成し、生成した新たな製品モデルを操作コンピュータ５０へ送信する。
【００２３】
次に、目標品質を設定する（ステップＳ１１０）。目標品質の設定は、以下のようにして行なわれる。図７は、目標品質設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、まず、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、メニュー画面から遷移する目標品質決定用画面に表示される「目標品質の設定」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、目標品質決定用画面から目標品質設定用画面へ遷移する。そして、ユーザは、目標品質設定用画面に表示される目標品質の複数の項目のうち所望の項目のラジオボタンをクリックし、「決定」ボタンをクリックする。すると、選択された項目が目標品質として設定される。目標品質の項目としては、未充填・湯境を最小化させる条件パターンを決定するための「充填性を最良化」と、ガス巻き込みと湯境を最小化させる条件パターンを決定するための「鋳巣を最小化」と、凝固温度分布（凝固温度の偏り）を最小化させる条件パターンを決定するための「割れを最小化」と、蓄熱量（金型のキャビティ表面が溶湯から受ける熱の量）を閾値以下にする条件パターンを決定するための「焼き付きを最小化」と、寸法分布差（変形の偏り）を最小化させる条件パターンを決定するための「変形を最小化」とが含まれる。
【００２４】
図８は、目標品質の各評価項目を説明する説明図である。充填性の評価は、金型キャビティモデルと湯口方案モデルとを想定し、条件パターンとして射出条件と湯口配置とを条件振りし、条件パターンの各々について鋳造シミュレーションとして（２）湯流れ計算を実行すると共に当該湯流れ計算により得られる湯境体積と充填率との組み合わせが予め定められた良品範囲にあるか否かを判定することにより行なわれる。
【００２５】
鋳巣の評価は、金型キャビティモデルと湯口方案モデルとを想定し、条件パターンとして射出条件と湯口配置とを条件振りし、条件パターンの各々について鋳造シミュレーションとして（２）湯流れ計算を実行すると共に当該湯流れ計算により得られる湯境体積とガス巻き込み量との組み合わせが予め定められた良品範囲にあるか否かを判定することにより行なわれる。
【００２６】
割れの評価は、金型キャビティモデルと冷却方案モデルとを想定し、条件パターンとしてサイクルタイムと冷却配置とを条件振りし、条件パターンの各々について鋳造シミュレーションとして（１）金型温度サイクル計算と（３）凝固計算とを実行すると共に計算により得られる湯流れ完了から凝固完了までの温度分布や圧力・応力等から予測される製品の割れ危険度とサイクルタイムとの組み合わせが予め定められた良品範囲にあるか否かを判定することにより行なわれる。
【００２７】
焼き付きの評価は、金型キャビティモデルと冷却方案モデルとを想定し、条件パターンとしてサイクルタイムと冷却配置とを条件振りし、条件パターンの各々について鋳造シミュレーションとして（１）金型温度サイクル計算と（３）凝固計算とを実行すると共に計算により得られる湯流れ完了から凝固完了までの温度分布等から予測される焼付反応度（金型の高温部位における積算温度）とサイクルタイムとの組み合わせが予め定められた良品範囲にあるか否かを判定することにより行なわれる。なお、例えば特許第６０７０１３５号に開示されるように、焼付反応度は以下のように考えてもよい。すなわち、金型とアルミ溶湯が焼き付くのは、金属原子間における化合を伴う拡散反応とみなすが、その反応は金型が温度上昇に伴って、金型を構成する原子が結晶格子から拡散（ジャンプ）することにより結晶構造に欠陥が生まれ、その欠陥に溶湯が入り込むことにより、拡散結合（化合物化）すると捉えるのである。この場合には、焼付反応度は、金型温度の関数で示される金型を構成する原子の拡散頻度と考えてよい。
【００２８】
変形の評価は、金型キャビティモデルと冷却方案モデルとを想定し、条件パターンとしてサイクルタイムと冷却配置とを条件振りし、条件パターンの各々について鋳造シミュレーションとして（１）金型温度サイクル計算と（３）凝固計算と（４）熱変形計算とを実行すると共に計算により得られる凝固収縮による応力の発生状態等から予測される製品変形量とサイクルタイムとの組み合わせが予め定められた良品範囲にあるか否かを判定することにより行なわれる。
【００２９】
以下、図７に示すように、目標品質として、「鋳巣を最小化」が選択されたものとして、説明を続ける。
【００３０】
目標品質を設定すると、生産環境を定義する（ステップＳ１２０）。生産環境の定義は、生産設備の設定と、鋳造環境の設定とを含み、操作コンピュータ５０とデータベースサーバ２０との間で行なわれる。生産設備の設定は、以下のようにして行なわれる。図９は、生産設備設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、上記目標品質決定用画面に表示される「生産環境の定義」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、目標品質決定用画面から生産環境定義用画面に遷移する。続いて、ユーザは、生産環境定義用画面に表示される「生産設備の設定」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、生産設備設定用画面へ遷移する。次に、ユーザは、生産設備設定用画面に表示される鋳造マシンのメーカ一覧のうち所望の製造メーカにカーソルを合わせてクリックし、「決定」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、鋳造マシン選択画面に遷移する。そして、ユーザは、鋳造マシン選択画面において、マシンサイズと号機とをプルダウンメニューを用いて選択し、「決定」ボタンをクリックする。すると、該当する鋳造マシンが生産に使用するマシンとして決定される。鋳造マシン選択画面では、マシンサイズと号機とを選択されると、該当する鋳造マシンの仕様が一覧表示される。鋳造マシンの仕様には、図９に示すように、射出能力（射出スリーブ内に配置されるプランジャチップを低速でストロークさせる際の低速速度の範囲およびプランジャチップを高速でストロークさせる際の高速速度の範囲）、射出孔位置ＰＩ、金型を構成する固定型および可動型のそれぞれの型厚ＤＤ、プランジャチップの径であるチップ径ＴΦ、射出スリーブに対するプランジャチップの有効ストローク（有効射出ストローク）が含まれる。図９の例では、マシンサイズとして２２５０ｔｏｎが選択されると共に号機としてＤＣ００１が選択され、低速速度の範囲が０．１〜０．５ｍ／ｓとなり、高速速度の範囲が０．１〜５．０ｍ／ｓとなり、射出孔位置ＰＩが金型の重心（センター）より３５０ｍ下となり、型厚ＤＤが１５００ｍｍ（固定型が７５０ｍｍで可動型が７５０ｍｍ）となり、チップ径ＴΦがΦ１４０となり、有効射出ストロークが１５０〜１０００ｍｍとなる。
【００３１】
また、鋳造環境の設定は、以下のようにして行なわれる。図１０は、鋳造環境設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、上述した操作によって生産環境定義用画面を呼び出し、生産環境定義用画面に表示される「鋳造環境の設定」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、生産環境定義用画面から鋳造環境設定用画面へ遷移する。そして、ユーザは、鋳造環境設定用画面において、鋳造材料と、金型材料と、熱伝達係数組合せ（溶湯と金型との間の熱伝達係数，溶湯と空気との間の熱伝達係数）、初期温度組合せ（射出直前の溶湯および金型の各温度と空気温度）とをそれぞれプルダウンメニューにより選択し、「決定」ボタンをクリックする。すると、選択された鋳造材料，金型材料，熱伝達係数組合せおよび初期温度組合せが鋳造環境として決定される。
【００３２】
生産環境を定義すると、ディスプレイ５１の表示は方案パターン定義用画面へ遷移し、方案パターンを定義する（ステップＳ１３０）。方案パターンの定義は、湯口方案の設定と、冷却方案の設定とを含み、操作コンピュータ５０とＣＡＤサーバ３０との間で行なわれる。また、湯口方案の設定は、湯口方案の取付面の設定と、湯口方案パターンの設定とを含む。湯口方案の取付面の設定は、以下のようにして行なわれる。図１１は、方案取付面設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、方案パターン定義用画面に表示される「方案取付面の設定」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、方案パターン定義用画面から方案取付面設定用画面へ遷移する。そして、ユーザは、方案取付面設定用画面に表示される方案取付面（表面，裏面）のうち所望の取付面にカーソルを合わせてクリックし、「決定」ボタンをクリックする。これにより、選択された面が方案取付面として決定される。
【００３３】
また、湯口方案パターンの設定は、以下のようにして行なわれる。図１２は、方案パターン設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、方案パターン定義用画面に表示される「方案パターンの設定」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、方案パターン定義用画面から方案パターン設定用画面へ遷移する。そして、ユーザは、方案パターン設定用画面において、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、方案幅Ａ〜Ｃとゲート幅Ｄとモジュラス比Ｍｂと断面積比Ｍｇとビスケット厚Ｅの各数値を入力欄に入力した後、「決定」ボタンをクリックし、更に、方案幅の振り幅の数値を対応する入力欄に入力した後、「決定」ボタンをクリックする。こうして入力された各種数値は、ＣＡＤサーバ３０へ送信される。ＣＡＤサーバ３０は、受信した各種数値に基づいて湯口方案モデルを生成すると共に当該湯口方案モデルを含む金型モデルを構築する。
【００３４】
図１３および図１４は、湯口方案モデルを含む金型モデルの一例を示す説明図であり、図１５は、湯口方案モデルの生成の様子を示す説明図である。図１３および図１４に示すように、金型モデル１００は、固定型モデル１０１と可動型モデル１０２とにより構成される。固定型モデル１０１と可動型モデル１０２は、生産設備設定用画面により選択された鋳造マシンの仕様における型厚ＤＤによりサイズが規定される。金型モデル１００は、製品モデルの形状に形成されるキャビティ１１０と、射出装置から注ぎ込まれる溶湯をキャビティ１１０内に充填するために固定型モデル１０１に形成される湯口方案モデル１２０と、キャビティ１１０に充填された溶湯を冷却するために固定型モデル１０１と可動型モデル１０２とに形成される冷却方案モデル１３０と、を有する。
【００３５】
湯口方案モデル１２０は、キャビティ１１０の製品モデルの加工面となる部位に形成されるゲート１２１と、射出装置の射出スリーブの前端に連結されるビスケット１２２と、ビスケット１２２に連結されるランナ１２３と、ランナ１２３とゲート１２１とに連結されるゲートランナ１２４と、を有する。
【００３６】
図１３および図１４に示すように、ゲート１２１は、製品モデルの加工面に沿って形成され、方案パターン設定用画面において入力された方案幅Ａとゲート幅Ｄとによりサイズが決定される。また、図１５に示すように、ビスケット１２２は、生産設備設定用画面で選択された鋳造マシンの仕様におけるチップ径ＴΦにより径が規定され、方案パターン設定用画面で入力されたビスケット厚Ｅにより厚み（射出方向の長さ）が決定される。ビスケット１２２の径と厚みとが決定されると、ビスケット１２２のモジュラス（体積／表面積）が算出される。ゲートランナ１２４は、方案パターン設定用画面において入力された方案幅Ａでゲート１２１に連結されるように湯流れ方向に直交する方向の幅が決定されると共に方案幅Ｃにより湯流れ方向の幅が決定され、ゲートランナ１２４のモジュラスに対するランナ１２３のモジュラスの比率がモジュラス比Ｍｂとなるように厚みＧが決定される。なお、ランナ１２３のモジュラスは、ビスケット１２２のモジュラスを上記モジュラス比Ｍｂで割ることで算出される。ランナ１２３は、方案パターン設定用画面において入力された方案幅Ｂにより湯流れ方向に直交する方向の幅が決定されると共にビスケット１２２側の端面が生産設備設定用画面で選択された鋳造マシンの仕様における射出孔位置ＰＩまで延出するように湯流れ方向の幅Ｈが決定され、更に、ランナ１２３のモジュラスに対するビスケット１２２のモジュラスの比率が上記モジュラス比Ｍｂとなるように厚みＦが決定される。
【００３７】
更に、ランナ１２３とゲートランナ１２４とは、ゲート１２１の断面積（開口面積）に対するランナ１２３とゲートランナ１２４との連結部における断面積（連結断面積）の比率が方案パターン設定用画面で入力された断面積比Ｍｇとなるように曲面１２５（あるいはテーパ）により連結される。また、ビスケット１２２とランナ１２３とは、ランナ１２３とゲートランナ１２４との連結断面積に対するビスケット１２２とゲートランナ１２４との連結断面積の比率が上記断面積比Ｍｇとなるように曲面１２５（あるいはテーパ）により連結される。
【００３８】
このように、ビスケット１２２とランナ１２３とゲートランナ１２４とは、この順にモジュラスがモジュラス比Ｍｂの逆数で段々に小さくなるように生成されると共に、連結断面積が断面積比Ｍｇの逆数で段々に小さくなるように連結される。これにより、ビスケット１２２からゲート１２１までの溶湯の流れをスムーズにすることができ、溶湯をキャビティ１１０に充填する際のガスの巻き込みを良好に抑制することができると共に、ビスケット部（ビスケット１２２に充填された溶湯）が最後に凝固するように指向性を持たせることができる。
【００３９】
本実施形態では、湯口方案モデル１２０として、図１６に示すように、同一平面上の互いに直交する４方向からキャビティ１１０に連結される４パターンの湯口方案モデル１２０ａ〜１２０ｄが生成される。そして、湯口方案モデル１２０ａ〜１２０ｄをそれぞれ使用した４方案の金型モデル１００を構築し、４方案の金型モデル１００の各々を使用し、後述する鋳造シミュレーションを実行することで、各湯口方案モデル１２０ａ〜１２０ｄ（方案パターン）の良否が評価される。
【００４０】
ここで、上述したように、ゲート１２１は、製品モデルの加工面に形成され、ゲートランナ１２４は、方案幅Ａでゲート１２１に対して幅全体で連結されるように形成される。このため、方案幅Ａの区間の製品モデルの加工面が直線でない場合など加工面の形状によっては、ゲートランナ１２４を湯流れ方向に対して方案幅Ｃ通りにゲート１２１に連結できない部位が生じる。例えば、図１６に示す４パターンの湯口方案モデル１２０ａ〜１２０ｄのうち湯口方案モデル１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｄは、ゲートランナ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｄを方案幅Ｃ通りにゲート１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｄに連結することができない。この場合、方案幅Ｃを超えてゲートランナ１２４ａ，１２４ｂ，１２４ｄを湯流れ方向に延出してゲート１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｄに連結しようとすると、ゲートランナ１２４のモジュラスに対するランナ１２３のモジュラスの比率が指定のモジュラス比Ｍｂと一致しなくなる。そこで、本実施形態では、指定のモジュラス比Ｍｂを満足するように、方案パターン設定用画面で入力された方案幅の振り幅の範囲内でゲートランナ１２４の方案幅Ａを調整するものとした。
【００４１】
冷却方案モデル１３０は、固定型モデル１０１と可動型モデル１０２のそれぞれに対して、両者の合わせ面とは反対側の端面からキャビティ１１０の外面の手前まで可動型モデル１０２の移動方向（開閉方向）に沿って延出するように等ピッチで形成された複数の冷却穴１３１を有する。冷却穴１３１には、当該冷却穴１３１の内面に対して離間するように筒状の給水管（図示せず）が挿入される。給水管は先端が開口し、給水管に通水して給水管の先端から冷却水を吐出することで、給水管の外面と冷却穴の内面との間の空間に冷却水を流して、金型に充填された溶湯を冷却・凝固させることができる。ＣＡＤサーバ３０は、図示しないが、ユーザが方案パターン設定画面において冷却穴１３１の内径やピッチ、深さを指定することで、予め定められた制約の範囲内で冷却方案モデル１３０を自動生成する。
【００４２】
こうして方案パターンを定義すると、ディスプレイ５１の表示は条件パターン定義用画面へ遷移し、条件パターンを定義する（ステップＳ１４０）。条件パターンの定義は、解析手法の設定と、因子・水準の設定とを含み、操作コンピュータ５０とＣＡＥサーバ４０との間で行なわれる。解析手法の設定は、以下のようにして行なわれる。図１７は、解析手法設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、条件パターン定義用画面に表示される「解析手法の設定」にカーソルを合わせてクリックした後、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、解析手法設定用画面へ遷移する。そして、ユーザは、解析手法設定用のメニュー画面において、解析の種類をプルダウンメニューを用いて選択し、「決定」ボタンをクリックする。これにより、選択された解析の種類が鋳造シミュレーションで使用される解析手法として決定される。本実施形態では、図１７に示すように、全ての選択肢について解析を行なう「総当たり」と、図１８に示すように、選択肢を絞り込んで解析を行なう「実験計画法」とが用意されている。
【００４３】
また、因子・水準の設定は、以下のようにして行なわれる。図１９は、因子・水準設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、条件パターン定義用画面に表示される「因子・水準の設定」にカーソルを合わせてクリックした後、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、因子・水準設定用画面へ遷移する。そして、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、因子・水準設定用画面において、因子ごとに複数の水準を入力し、「決定」ボタンをクリックする。これにより、因子ごとの水準が決定される。本実施形態では、ステップＳ１１０において目標品質として「鋳巣を最小化」が選択されている場合を考えているから、図１９に示すように、因子・水準の設定として、プランジャチップをストロークさせる際の低速速度および高速速度と、プランジャチップを低速から高速へ切り替える際の切替位置とを含む射出パターンの設定が行なわれる。水準の入力は、生産設備設定用画面により選択された鋳造マシンの仕様における射出能力（低速速度，高速速度）の範囲内かつ有効射出ストロークの範囲内で入力することにより行なわれる。図１９の例では、低速速度，高速速度にそれぞれ５つの水準が設定され、切替位置に８つの水準が設定されており、解析手法として、総当たりが選択されていることから、水準数は２００となる。
【００４４】
条件パターンの定義を行なうと、ディスプレイ５１の表示は良品条件シミュレーション用画面に遷移し、狙い条件シミュレーション（鋳造シミュレーション）を実行する（ステップＳ１５０）。図２０は、狙い条件シミュレーションの様子を示す説明図である。図示するように、狙い条件シミュレーションは、ユーザが操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して良品条件シミュレーション用画面に表示される「狙い条件シミュレーション」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックすることにより実行される。本実施形態では、それぞれ異なる方案パターン（湯口方案モデル）を含む４方案の金型モデルを構築し、４方案の金型モデルを各々使用してシミュレーションを実行する。上述したように、因子・水準の設定において、設定された水準数が２００である場合、合計で８００水準のシミュレーションが実行されることになる。
【００４５】
こうして狙い条件シミュレーションを実行すると、狙い条件シミュレーションの結果を評価し、狙い条件シミュレーションに用いた方案パターンおよび条件パターンの組合せのうち良品条件を満たす組合せがあるか否かを判定する（ステップＳ１６０）。良品条件を満たす組合せがないと判定すると、ステップＳ１４０に戻って、方案パターンの定義や条件パターンの定義を見直し、狙い条件シミュレーションを再び実行する。そして、良品条件を満たす組合せがあると判定すると、良品条件を満たす組合せを狙い条件として確定する（ステップＳ１７０）。なお、良品条件を満たす組合せが複数ある場合には、当該複数の組合せのうち最良の組合せを狙い条件として確定する。
【００４６】
本実施形態では、ステップＳ１１０において目標品質として「鋳巣を最小化」が選択されている場合を考えているから、狙い条件シミュレーションとして、湯流れシミュレーションが実行される。図２１〜図２４は、湯流れシミュレーションの評価結果を示す説明図である。湯流れシミュレーションの評価は、ガス巻き込み量が所定量（例えば、２０ｃｃ）未満で且つ湯境体積が所定体積（６ｍｍ3）未満を良品範囲とし、良品範囲内にある湯口方案パターンと射出パターンとの組合せが存在するか否かを判定することにより行なわれる。図示するように、良品範囲内にある湯口方案パターンと射出パターンとの組合せのうち湯境体積が最も小さい組合せが狙い条件とされ、湯境体積が同じであればガス巻き込み量が最も少ない組合せが狙い条件とされる（図２３中、黒塗り部参照）。
【００４７】
狙い条件を確定すると、狙い条件に量産時のバラツキを含めた条件パターン（バラツキパターン）を定義する（ステップＳ１８０）。バラツキパターンの定義は、以下のようにして行なわれる。図２５は、バラツキパターン設定用画面の一例を示す説明図である。図示するように、ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、良品条件シミュレーション用画面に表示される「管理幅シミュレーション」にカーソルを合わせてクリックし、「次へ」ボタンをクリックする。すると、ディスプレイ５１の表示は、管理幅設定用画面に遷移する。ユーザは、操作コンピュータ５０の入力デバイスを操作して、管理幅設定用画面において、管理幅の振り幅（レンジ）と刻み間隔とを各入力欄に入力し、「決定」ボタンをクリックする。これにより、条件パターンの各因子のうち量産時にバラツキの発生が予想される因子について、狙い条件を中心とした振り幅と刻み幅の範囲内で条件振りを行なって水準が設定される。本実施形態では、ステップＳ１１０において目標品質として「鋳巣を最小化」が選択されている場合を考えているから、因子として、射出パターンである低速速度と高速速度とについて振り幅および刻み間隔に応じた条件振りを行なう。なお、射出条件の一つである切替位置は、量産時にバラツキが発生しない因子であるため、条件振りは行なわない。
【００４８】
こうして狙い条件のバラツキパターンを定義すると、管理幅シミュレーションを実行する（ステップＳ１９０）。管理幅シミュレーションは、定義したバラツキパターンの各々を使用して鋳造シミュレーションを実行することにより行なわれる。そして、管理幅シミュレーションの結果を評価し、定義したバラツキパターンのうち良品条件を満たすパターンがあるか否かを判定する（ステップＳ２００）。良品条件を満たすパターンがないと判定すると、ステップＳ１８０に戻って、バラツキパターンの定義を見直し、管理幅シミュレーションを再び実行する。そして、良品条件を満たすパターンがあると判定すると、良品条件を満たす範囲内で条件振りした各因子に設定した最大の振り幅を管理幅として確定する（ステップＳ２１０）。図２６は、管理幅シミュレーションの評価結果を示す説明図である。本実施形態では、管理幅シミュレーションとして湯流れシミュレーションが実行され、その評価としては、量産時にバラツキが想定される因子である低速速度および高速速度について、狙い値を中心として指定の振り幅で且つ指定の刻み幅をもって条件振りした複数の水準を設定し、因子ごとに設定した全ての水準の組合せにつき管理幅シミュレーションを実行する。図２６の例では、狙い値に対して振り幅が±５％であれば良品範囲に含まれ、振り幅が±１０％であれば良品範囲に含まれなくなるため、±５％が管理幅として確定される。
【００４９】
管理幅を確定すると、ディスプレイ５１の表示は条件表発行用画面へ遷移し、条件表を発行して（ステップＳ２２０）、工程が完了する。図２７は、条件表発行用画面の一例を示す説明図である。条件表の発行は、図示するように、ユーザが条件表発行用画面に表示される「条件表の発行」にカーソルを合わせてクリックした後、「次へ」ボタンをクリックすることにより行なわれる。本実施形態では、ステップＳ１１０において目標品質として「鋳巣を最小化」が選択されている場合を考えているから、条件表には、射出条件と射出工程図と環境条件とが含まれる。射出条件には、因子ごとの狙い値の他、量産時において狙い値にバラツキが発生すると予想される因子（低速速度，高速速度）については管理幅も出力される。射出工程図は、射出ストロークに対するプランジャチップの速度の変化の様子を示したものである。
【００５０】
上述した実施形態では、新製品を開発する目的で鋳造条件の決定する場合について説明したが、既存の製品の品質を改善する目的で鋳造条件を決定する場合には、データベースサーバ２０にアクセスして、該当する製品の不良による損失額や不良部位、不良要因を特定し、不良を解消するようにステップＳ１１０において目標品質の項目を選択することにより行なうことができる。
【００５１】
また、上述した実施形態では、目標品質として「鋳巣を最小化」が選択された場合について説明したが、「充填性を最良化」が選択された場合にも、湯口方案パターンと射出パターンとを定義して、湯流れ計算を実行することにより狙い条件と管理幅とを決定することができる。また、目標品質として「割れを最小化」や「焼き付きを最小化」、「変形を最小化」が選択された場合には、冷却方案パターンとサイクルタイムとを定義して、金型温度サイクル計算や凝固計算等を実行することにより狙い条件と管理幅とを決定することができる。なお、冷却方案パターンとしては、冷却穴１３１の内径やピッチ、深さの組合せを変更することで複数の方案パターンを設定することができる。また、サイクルタイムとしては、型内冷却工程の工程時間（ｔ６）等を変更することで複数の条件パターンを設定することができる。
【００５２】
以上説明したように、本開示の鋳造条件決定方法は、鋳造シミュレーションを用いて鋳造条件を決定する鋳造条件決定方法であって、鋳造条件の狙い値を決定する狙い値決定工程（Ｓ１００〜Ｓ１７０）と、前記狙い値に基づいて前記鋳造条件の管理幅を決定する管理幅決定工程（Ｓ１８０〜Ｓ２１０）と、を備え、前記狙い値決定工程（Ｓ１００〜Ｓ１７０）は、対象製品の鋳造モデルを取得する工程（Ｓ１００）と、前記鋳造モデルに対応するキャビティへの溶湯の注入口である湯口方案モデル（１２０）を設定した金型モデル（１００）を構築する工程（Ｓ１３０）と、鋳造条件を選定し、前記金型モデル（１００）を用いて鋳造シミュレーションを実行する工程（Ｓ１４０，Ｓ１５０）と、前記鋳造シミュレーションの結果を評価し、前記鋳造モデルの所定の特性を満足する最良の金型モデルを決定すると共に最良の鋳造条件を前記狙い値として決定する工程（Ｓ１６０，Ｓ１７０）と、を含み、前記管理幅決定工程（Ｓ１８０〜Ｓ２１０）は、前記狙い値として決定した鋳造条件のうち量産時にバラツキの発生が予想される条件を選定し、該選定した条件に対して前記狙い値を含む所定範囲で条件振りする工程（Ｓ１８０）と、前記条件振りした鋳造条件を各々使用し、前記最良の金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行する工程（Ｓ１９０）と、前記鋳造シミュレーションの結果を評価し、前記鋳造モデルの前記所定の特性を満足する鋳造条件の振り幅を管理幅として決定する工程（Ｓ２００，Ｓ２１０）と、を含むことを要旨とする。
【００５３】
この本開示の鋳造条件決定方法は、鋳造条件の狙い値を決定する狙い値決定工程と、狙い値に基づいて鋳造条件の管理幅を決定する管理幅決定工程と、を備える。狙い値決定工程は、対象製品の鋳造モデルを取得し、鋳造モデルに対応するキャビティへの溶湯の注入口である湯口方案モデルを設定した金型モデルを構築し、鋳造条件を選定し、金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行し、鋳造シミュレーションの結果を評価し、鋳造モデルの所定の特性を満足する最良の金型モデルを決定すると共に最良の鋳造条件を狙い値として決定する。一方、管理幅決定工程は、狙い値として決定した鋳造条件のうち量産時にバラツキの発生が予想される条件を選定し、選定した条件に対して狙い値を含む所定範囲で条件振りし、条件振りした鋳造条件を各々使用し、最良の金型モデルを用いて鋳造シミュレーションを実行し、鋳造シミュレーションの結果を評価し、鋳造モデルの所定の特性を満足する鋳造条件の振り幅を管理幅として決定する。決定した最良の鋳造モデルから金型を製作し、製作した金型を用いて決定した最良の鋳造条件に従って製品を生産することで、鋳造条件を厳格に管理したり、作業者の経験に頼ったりすることなしに、鋳造条件のバラツキを織り込みつつ製品を生産することができる。この結果、製品の品質を確保すると共に低コスト化を図ることができる。
【００５４】
こうした本開示の鋳造条件決定方法において、前記湯口方案モデル（１２０）は、射出装置からの溶湯が注ぎ込まれるビスケット（１２２）と、前記ビスケット（１２２）に連結されるランナ（１２３）と、前記ランナ（１２３）と前記キャビティ（１１０）のゲート（１２１）とに連結されるゲートランナ（１２４）と、を含み、前記鋳造条件は、鋳造マシンの仕様から定まる鋳造マシン条件を含み、前記狙い値決定工程（Ｓ１００〜Ｓ１７０）は、前記湯口方案モデル（１２０）を設定するに際して、前記ゲートランナ（１２４）の体積を表面積で割ったモジュラスに対する前記ランナ（１２３）のモジュラスの比が指定のモジュラス比（Ｍｂ）となると共に前記ランナ（１２３）のモジュラスに対する前記ビスケット（１２２）のモジュラスの比が前記指定のモジュラス比となるように前記ゲートランナ（１２４）と前記ランナ（１２３）と前記ビスケット（１２２）とを生成するものとしてよい。こうすれば、ビスケットからゲートへの溶湯の流れをスムーズにし、ガスの巻き込み等の不具合の発生を抑制することができる。
【００５５】
この態様の本開示の鋳造条件決定方法において、前記狙い値決定工程（Ｓ１００〜Ｓ１７０）は、前記湯口方案モデル（１２０）を設定するに際して、前記ゲート（１２１）の断面積に対する前記ゲートランナ（１２４）と前記ランナ（１２３）との連結部における断面積の比が指定の断面積比となるように前記ゲートランナ（１２４）と前記ランナ（１２３）とを連結すると共に前記ゲートランナ（１２４）と前記ランナ（１２３）との連結部における断面積に対する前記ランナ（１２３）と前記ビスケット（１２２）との連結部における断面積の比率が前記指定の断面積比となるように前記ランナ（１２３）と前記ビスケット（１２２）とを連結するものとしてもよい。こうすれば、ビスケットからゲートへの溶湯の流れをスムーズにし、ガスの巻き込み等の不具合の発生を抑制することができる。
【００５６】
また、本開示の鋳造条件決定方法において、前記狙い値決定工程（Ｓ１００〜Ｓ１７０）は、前記キャビティ（１１０）に対して同一面上の互いに直交する４方向から湯口方案モデル（１２０ａ〜１２０ｄ）を連結した４つの金型モデルを構築し、該構築した４つの金型モデルの各々を使用して鋳造シミュレーションを実行し、前記鋳造シミュレーションの結果を評価して前記４つの金型モデルのうち最良の金型モデルを決定するものとしてもよい。こうすれば、作業者の経験に頼ることなしに、最良の金型モデルを構築することができる。
【００５７】
さらに、本開示の鋳造条件決定方法において、前記金型モデル（１００）は、金型冷却水路（１３０）を含み、前記鋳造条件は、前記金型冷却水路を前記金型へ配置する冷却条件を含むものとしてもよい。
【００５８】
また、本開示の鋳造条件決定方法において、前記鋳造条件は、鋳造サイクルタイム条件、溶湯の材質から定まる溶湯材質条件、金型の材質から定まる金型材質条件、溶湯が前記湯口方案モデルに注ぎ込まれる直前の溶湯および金型の各温度と雰囲気温度とを定める温度条件を含むものとしてもよい。
【００５９】
また、本開示の鋳造条件決定方法において、前記鋳造シミュレーションは、金型温度サイクル計算と湯流れ計算と凝固計算と熱変形計算とのうち１つまたは複数の組み合わせにより行なうものとしてもよい。
【００６０】
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示は、鋳造品の製造産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  鋳造金型仮想試作システム、１１  ネットワーク、２０  データベースサーバ、２１  データベース、３０  ＣＡＤサーバ、３１  ＣＡＤプログラム、４０  ＣＡＥサーバ、４１  ＣＡＥプログラム、５０  操作コンピュータ、５１  ディスプレイ、５２  キーボード、５３  マウス、１００  金型モデル、１０１  固定型モデル、１０２  可動型モデル、１１０  キャビティ、１２０，１２０ａ〜１２０ｄ  湯口方案モデル、１２１，１２１ａ〜１２１ｄ  ゲート、１２２  ビスケット、１２３  ランナ、１２４，１２４ａ〜１２４ｄ  ゲートランナ、１２５  曲面、１３０  冷却方案モデル、１３１  冷却穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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