圧力鍋爆発事故　三次元計測が発見した鋳造欠陥

家庭内での爆発により、住居に深刻な物的・構造的損害が生じましたが、その原因は誤った使用方法ではなく、隠れた製造上の欠陥でした。安全弁や変形した蓋を含む圧力鍋の残骸は、GOM ATOSによる法医学的スキャンが行われました。計測学的分析により根本原因が明らかになりました。蒸気逃がし通路の直径が設計値よりも小さく、圧力の逃げ道を塞ぎ、崩壊点にまで達したのです。

GOM ATOSによる法医学的再現とAnsys FluentでのCFDシミュレーション 🔍

プロセスは変形した部品のデジタル化から始まりました。GOM ATOSは、膨らんだ蓋とバルブ本体の実際の形状を捉え、高精度の点群データを生成しました。これらのデータをFusion 360上の公称CADモデルと比較したところ、蒸気通路の直径に18%もの重大な縮小が確認されました。これは量産時の鋳造ミスです。この修正された形状を用いて、Ansys FluentでCFDシミュレーションが実行されました。ソフトウェアは飽和蒸気の流れと内部圧力の蓄積をモデル化しました。結果は、熱によって生成される蒸気の量を逃がすことができず、圧力が鋼材の弾性限界を超え、蓋の塑性変形とその後の壊滅的な破損を引き起こすことを示しました。シミュレーションは、稼働開始から90秒以内に故障が不可避であることを検証しました。

産業安全と品質管理への教訓 ⚠️

この事例は、3D計測が設計ツールであるだけでなく、災害調査における重要な柱であることを示しています。目に見えない鋳造欠陥は、高精度スキャンによってのみ検出可能でした。Fusion 360でのリバースエンジニアリングとKeyshotでのレンダリングの組み合わせにより、安全規格への活用を目的とした視覚的な事例文書化が可能になりました。教訓は明白です。導管の1ミリの不足が、安全な家電製品を時限爆弾に変え得るのです。そして、それを防ぐ唯一の方法は、生産工程における厳格な計測管理です。

この災害をモデル化するために、どのような変数を考慮しますか？