Packaging CAE Manager トップロード解析自動化ツール

アルテアエンジニアリングは、包装容器の解析において最も実績のあるCAEソフトウェアメーカーのひとつです。

ユニリーバ、P&Gをはじめ国内の消費財メーカ、飲料水メーカや化粧品会社で、総合CAEソフトウェアのHyperWorksや3DデザインソフトのEvolveが幅広く利用されています。パッケージ開発において、どのような課題があり、解析によってどのようなことが可能かについて長年の経験があります。CAEソフトウェア会社でありながら、包装容器開発の言葉を理解し、的確なサポートを提供します。

アルテアはボトルの解析専用ツール、Packaging CAE Manager(PCM)を2014年にリリースしました。PCMはプラスチックボトルの開発で必要になる試験を、バーチャルテストとしてパソコンで解析できるソフトウェアシリーズです。はじめにトップロード解析ツールが利用できるようになりました。その後、陽圧/負圧解析ツールが開発されました。

PCMトップロード解析自動化ツール

パッケージ開発では、必ずといっていいほど圧縮試験を行います。流通過程でパレット積みされたときに、製品と段ボールでその荷重に耐えなくてはなりません。PCMトップロード解析自動化ツールは、解析の専門用語を必要とせず、包装容器についての理解があれば誰でも簡単に解析ができるツールです。

はじめにMACで稼動する履歴機能つきサーフェスモデラーであるEvolveを使い、ボトルの3Dモデルを作りました。この起立ボトルをキャップ部分を取り除き、今回解析を行うソリッドモデルを作ります。

Evolveでデザインしたシャンプーボトル

Evolveでデザインしたシャンプーボトル

空ボトルのトップロード解析

Evolveで作成したボトルモデルをPCMトップロード解析自動化ツールに読込んで解析設定します。設定は数項目あるコントロールパネルに数値を入力するだけで、慣れてしまえば設定に1分もかかりません。自動で解析に必要な有限要素を作成することも可能です。

解析計算は、4コア並列計算で行われるので数分、細かいメッシュであったとしても十数分と高速に計算し結果を表示します。よく線形解析ソフトでトップロード解析を行おうとする方もいますが、非線形な座屈を伴う現象なので、正確な計算のためにはHyperWorksのような非線形座屈解析が可能なCAEソフトが必須です。

トップロード解析 空ボトルの非線形座屈解析

ミーゼス応力コンタ(左)と押込量に対する反力グラフ(右)

内容液を考慮したトップロード解析

製品状態(内液を充填して、キャップをした状態)で、軸圧縮試験行う方が多いと思います。PCMでは、内容液をどのくらい入れるかを設定するだけで、内容液を考慮したトップロード解析を行うことが可能です。しかも計算時間にそれほど影響はしません。先ほど行った空ボトルの座屈モードとずいぶん異なった結果が得られました。空気部分が先に圧縮され座屈荷重も高くなっています。

トップロード解析 内容液を考慮したボトルの非線形座屈解析

トップロード解析
内容液を考慮したボトルの非線形座屈解析

Packaging CAE Managerシリーズ

PCMはパッケージ開発を行う複数のブランドホルダーからヒアリングし、許可を得て販売しているボトル専用の解析自動化ツールです。このようなボトル解析自動化ツールがあれば、金型を作成し実試験を行う前に、容器の性能を予測することが可能となります。設計の初期段階でPCMを使うことで、出戻りを減らし、開発期間を短くすることが可能になるのではないでしょうか。

  1. トップロード解析自動化ツール
  2. 陽圧/負圧解析自動化ツール
  3. 落下解析 ※DropTestで利用可能

PCMは無償で評価貸出しも行っています。ご自身のPC上でボトルのバーチャルテストが実現できるようになります。ご興味のある方は、アルテア渡部までぜひご連絡ください。また体験セミナーも行っております。ぜひ、こちらからご応募ください。

About Rahul Ponginan

Technical Manager - Academic Program

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