ジェイテクトサーモシステムの熱技術を支える CAE
熱処理炉の設計品質向上のためには、熱の移動やガスの流れを正確に把握することが不可欠です。
しかし、当社が扱う熱処理の中には、処理温度が2000℃を超えるような高温の装置もあり、実機を用いた実験・実測は困難を極めます。
そこでジェイテクトサーモシステムでは複雑化するユーザーニーズに応えるために2002年よりCAEを駆使したフロントローディングを推し進め、新商品の開発を行ってきました。
お客様に満足いただける製品を提供するためにいくつもの CAE 技術を融合し、あらゆる角度から設計品質の向上に取り組んでいます。
CAEとはComputer Aided Engineering
コンピュータを使用して、製品の設計や製造の事前検討などのエンジニアリング作業を行うこと。弊社では、クラウド環境に構築されたスーパーコンピュータを導入することで、解析を高速化し、お客様からのご依頼にお応えしています。
CAE のメリット
毎年、60件以上のテーマに取り組み、平均400ケースにおよぶ解析を実行することで、お客様に満足していただける最高品質のものづくりに貢献しています。
- point 1
開発、設計期間短縮
- point 2
試作、試験コスト削減
- point 3
設計品質向上
- point 4
物理現象の見える化
取扱い解析領域
ジェイテクトサーモシステムでは、熱流体解析・構造解析・熱処理解析・誘導加熱解析の4領域を個々に扱うだけではなく、それらを融合した連携・連成解析を実施。装置の構成から処理品の熱処理品質予測までトータル的な熱処理シミュレーションを目指しています。
また、可能な限り解析担当者自身が実験を行い、解析結果の精度検証も実施しています。
例）流速測定、温度測定、波形測定、歪測定 etc.
製品カテゴリ別 代表事例
金属・工業加熱装置
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ロータリー式連続浸炭焼入炉
- 炉内
- 流れ
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メシュベルト式連続焼結炉
- マッフル
- 熱応力
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Smart FLEC® 浸炭炉
- 処理品
- 表面硬さ
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高周波焼入・焼戻機
- 処理品
- 温度
電子部品・セラミックス製造装置
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真空パージ式ボックス炉
- 炉内ガス
- 濃度
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メッシュベルト式連続炉
- マッフル
- 温度
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セラミックコンベア式連続炉
- セラミックチェーン
- 熱応力
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ハイテンプクリーンオーブン
- チャンバー板金
- 熱応力
半導体製造装置
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横型拡散システム
- 処理品
- 温度
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横型拡散システム
- 支持ボート
- 変形
ディスプレイ・フィルム向け装置
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枚葉式クリーンオーブン
- 炉内ガス
- 濃度
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枚葉式クリーンオーブン
- 支持ボート
- 変形
- 構造解析結果は変形をわかりやすく表現するために過剰に表現しております。実際の変形とは異なりますのでご注意願います。
- 掲載した事例は実績の一部です。他にも開発案件含め多数の実績がございます。
熱流体解析Computational Fluid Dynamics
熱の移動や流体の流れなどをコンピュータ内で再現し可視化するのが熱流体解析です。
実験が難しい高温状態など危険な条件下においても、流速分布や処理品の温度分布、導入ガスの濃度分布などを定量的に評価することができます。
但し、すべての解析領域に共通して言えることですが、解析も誤差を含みます。
よって当社では、実験結果と比較しながら条件等解析の妥当性を検証し、解析精度向上に努めています。
熱流体解析事例
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case 1 連続炉加熱室昇温予測
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case 2 過熱水蒸気の炉内分離性能
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case 3 半導体熱処理装置の昇温
構造解析Structural Analysis
物体の変形や応力の発生状態などをコンピュータ内で再現し可視化するのが構造解析で、主に強度確認に活用します。
多種多様な装置において使用状況に応じた条件で解析を行い、変位分布や応力分布などを評価することができます。
熱の影響が大きい熱処理装置では、詳細な温度分布を考慮した構造解析が必要なため、熱流体解析で得られた温度分布を条件として与え、構造解析を行う連成解析も実施しています。
構造解析事例
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case 1 浸炭炉など加熱室撹拌ファンの応力解析
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case 2 油槽炉体の強度改善