トポロジー最適化解析受託事例　―　ブレーキキャリパーのトポロジー最適化設計＆３Dプリンターでの製作

ブレーキキャリパーのトポロジー最適化結果が上図です。制約条件としては、いくつかの部分の変位を制約しています。３Dプリンターで製作してみたかったので、あえて製造に関する制約条件は付けていません。
また、簡略化するために油路は作らずにモデル化しています。荷重条件は液圧とパッド荷重です。

【荷重条件】

• 液圧
• パッドからの荷重

【制約条件】

• 開き方向の変形量
• 回転方向の変形量
• 各ピストンの相対変位
• 各ピストンの傾き

ここでの変位制約条件は、ドライバーフィーリングに効くと思われる部分の単純な変位量および相対変位、相対角度を制約しています。（具体的な部位は内緒です）

２次元の画像だとわかりづらいですが、かなり挑戦的な肉抜きになりました。３Dプリンターらしいヌメヌメな形状になっています。ちょっと制約条件が尖りすぎていたかもしれませんね。実際の製品開発では、切削加工を前提とした形状制約条件を使うために加工不可部位は出てきません。

実は、性能狙い値によってパッと見は似ていても違う形状が生成されるため、ブレーキメーカー各社で狙い値（性能）が違うことがわかります。過去の製品開発では性能狙い値の水準を振ったら競合他社の双子みたいな形状になりお客様と笑ったことがあります。