【粉体】粉のお話　Vol.12｜ランダムパッキング

2019年11月12日

粉体ハンドリングにおいて「偏析」は頭を抱える問題の一つではないでしょうか。混合状態にある複数の粉体材料をハンドリングする際にそれらの流動性の違いから各材料が分離するようになることがあります。この現象が「偏析」です。
偏析が発生してしまうと製品の品質不良に繋がり歩留まりが悪くなります。

粉体シミュレーション「iGRAF」は、このような偏析問題に適用することができ、改善案の検証を行うことにより早期に偏析を回避することができます。
偏析問題に粉体シミュレーションを適用する際には、複数の粉体材料の混合状態の作成がポイントの一つになります。
混合状態を正確に作成できていないと、装置による偏析の影響を正しく捉えることができません。

iGRAFでは、初期の混合状態の作成するために「ランダムパッキング」機能を搭載しております。
ランダムパッキングは最適化の分野でも取り上げられるテーマの一つでもあり、様々な手法が提唱されております。
iGRAFでは、粒径の調整と物理演算を組み込むことによって、通常の粉体シミュレーションと同様の手順で容易に混同状態を作成できるようになっております。

ランダムパッキング機能を使用した「偏析」現象の事例動画も公開しておりますのでどうぞご確認ください。

★粉体材料のホッパーからの排出時における「偏析」

その後、容器に振動を与えたり、タッピングをすると粉体間の隙間に粉体が詰まっていき粉体のかさは下がります。
かさが下がった後の粉体の体積から求めた密度をかためかさ密度といいます。
ゆるみかさ密度とかためかさ密度は流動性の指標としても使用されています。

粉体をハンドリングする上で基本的な物理量となる密度ですが、体積の定義の仕方でその値は大きく異なってしまいます。
正しく粉体を取り扱うためにも密度の測定方法は重要となります。

[From K.Yamaguchi]

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