DIC（デジタル画像相関法）｜非接触ひずみ・変形評価の受託測定
実製品の変形やひずみを非接触で評価したい場合、デジタル画像相関法（DIC）が有効です。DIC測定は、試験体に接触せずに変形・ひずみ分布を面として可視化し、定量的に評価できる計測技術です。
プロダクト解析センターでは、このDIC測定を受託サービスとして提供しています。
プロダクト解析センターでは、実製品の実測データに基づき、不具合の原因特定、CAE解析結果の検証、温度変化による変形挙動の把握といったニーズに対応しています。
例えば、以下のような評価が可能です。
- 温度サイクル試験中の熱ひずみ・熱変形の評価
- 実製品測定による破損原因の特定
- CAE解析結果と実機挙動の比較による妥当性確認
- 薄膜（厚さ数μｍ）・ソフトマテリアル・微小領域（□0.5ｍｍ程度）のひずみ測定
- 実製品状態での線膨張係数の評価
- 成形前後の残留ひずみ評価
※画像で観察できる表面が対象（内部ひずみは不可）
上記のような課題について、パナソニックグループで培った知見と実績に基づき、試験条件の検討段階から測定・解析・考察・レポートまで、DIC測定による受託評価で解決に貢献します。
評価方法が未確定な段階でもご相談いただけます。
DIC測定の受託機関・外注先をお探しの方もお気軽にご相談ください。
測定可否と概算（費用・スケジュール）をご提示します。
DIC測定例
温度サイクル中の実製品のひずみ測定
本ページでは、DIC法の概要、特徴、測定レンジ、測定・解析の流れ、測定事例、関連設備一覧、解析原理、よくある質問、費用・スケジュールをご紹介します。
デジタル画像相関（DIC）の技術概要
デジタル画像相関（DIC）とは、対象物の変形やひずみを非接触で可視化し、面分布として定量的に評価できる測定手法です。
DIC法は、2台のカメラで撮影した画像内のパターン変化を追跡し、変位・ひずみを非接触で測定します。
プロダクト解析センターのDIC測定サービスは、0.5mmの微小領域から500mm程度の製品まで測定実績があります。
温度サイクル中の熱ひずみの測定にも対応しています。
わかること
- 変位・ひずみの面分布
- 熱ひずみ・熱変形
- 線膨張係数
- 特定方向のひずみ
- ポアソン比・弾性率
- 応力–ひずみ曲線（引張試験との組み合わせ）
主な用途
- 部品破損の原因究明
- 温度サイクル中のひずみ・変形の可視化
- ねじのゆるみの定量化
- 成形時の残留ひずみ評価
- 局所的な線膨張係数
対象例
- 樹脂成形品
- 金属
- 薄膜・フィルム
- ゴム・エラストマー
- 接着剤・両面テープ
- フレキシブル基板
- はんだ接合部
特徴
DIC法は以下のような場合に活用できます
- ひずみゲージが適用できない薄膜や柔らかい材料を測定できます
- 温度サイクル中の変形や熱ひずみを測定できます
- 局所でなはく面全体の分布を可視化できます
- TMAで測定困難な製品状態などの線膨張係数を測定できます
- わずかなねじのゆるみを可視化・定量化できます
- 応力集中箇所を特定できます
プロダクト解析センターのDIC測定の特徴
測定レンジ
DIC測定では、0.5mm程度の微小領域から500mm程度の製品まで測定が可能です。
0.005%から500%までの広いひずみレンジに対応しています。
測定・解析の流れ
DIC測定では、撮影画像から変形前後の差分を解析し、ひずみ分布として可視化します。
具体的にはスプレーなどで形成したスペックルパターンをカメラで撮影し、画像を解析することでひずみ分布へ変換します。視野全体を一括で扱えるため、局所変形だけでなく分布の評価が可能です。
測定事例
DIC測定では、線膨張係数評価、熱ひずみ測定、材料物性評価、CAE妥当性確認など、実製品の評価を幅広く実施できます。以下のような評価が可能です。
- 成形品の線膨張係数の測定
- 金属加工製品やロープなど、製品状態での線膨張係数の測定
- 温度サイクル（ヒートサイクル）試験における接着剤の熱ひずみ可視化
- 温度サイクル試験における製品の熱ひずみ測定やねじのゆるみ測定
- 薄膜・フィルム・ゴムの材料物性値（弾性率、ポアソン比、応力ひずみ曲線など）
- 接着剤・両面テープの材料物性値（接合状態で測定）
- フレキシブル基板に負荷を与えた際に生じるひずみ分布
- はんだ接合部の熱応力解析結果の妥当性検証
- 成形時の残留ひずみ分布
- 樹脂の硬化収縮による筐体の変形・ひずみ測定
- 液体の硬化膨張による配管の変形・ひずみ測定
事例（成形品の線膨張係数の測定）
デジタル画像相関法（DIC）を用いることで、成形品の線膨張係数を計測することができます。
ここでは、樹脂の成形品の線膨張係数を計測した事例を紹介します。線膨張係数の評価としてはTMA（Thermomechanical analyzer）と呼ばれる熱機械分析装置を用いて行うのが一般的です。しかし、TMAにセットできるサンプルサイズは数mm程度なので、成形品そのものの線膨張係数を測定するのは難しく、サンプルを切り出す必要があります。そこで今回はデジタル画像相関法（DIC）と呼ばれる画像解析を用いて、成形品の線膨張係数の計測を行いました。
測定原理
物体は温度変化によって膨張・収縮するため、その変化をカメラでとらえることで線膨張係数を計測します。
測定方法
今回は2種類の樹脂の成形品の線膨張係数を計測しました。1つ目は、ポリカーボネート（PC）の成形品です。2つ目は、ポリプロピレン（PP）の成形品です。どちらも様々な製品で使用されている汎用樹脂です。どちらも恒温槽内にサンプルを設置し、恒温槽の外から窓ガラス越しにカメラで撮影する方法で測定しました。
測定結果① ～PC成形品～
25℃〜105℃の範囲で膨張率は線形に増加し、今回の温度範囲ではガラス転移点は現れていません。グラフの傾きから、線膨張係数は 7.0 × 10-5 [1/℃] と評価できます。
測定結果② ～PP成形品～
温度と膨張率の関係に変曲点が現れ、26.0℃付近に熱的挙動の変化が確認できます。線膨張係数は低温時 5.3 × 10-5 [1/℃]、高温時 15.6 × 10-5 [1/℃] となりました。
関連動画
関連動画：引張試験の様子
関連動画：き裂進展の様子
関連設備一覧
DIC測定では、恒温槽や強度試験機と組み合わせることで、実製品状態に近い条件でのひずみ評価が可能です。
温度環境下での熱ひずみ評価や、荷重負荷下での材料物性評価など、多様な条件での計測に対応しています。
解析原理
DICでは、サブセット領域の追跡から変位を求め、そこからひずみを計算します。
① サブセット設定
解析に用いる微小領域（サブセット）を設定し、その中心点を追跡対象とします。初期画像と変形後画像の対応関係をここから求めます。
② 解析点の追跡
各解析点で算出した変位をもとに、3点で構成される三角形要素を作成し、対象面の変形状態を連続的に表現します。
③ 変位からひずみへ変換
面素の変形から x方向・y方向・せん断ひずみを求め、評価対象に応じたひずみ量へ変換します。
④ 出力される代表量
x方向ひずみ、y方向ひずみ、せん断ひずみなどを分布やグラフとして出力できます。座標変換により特定方向のひずみ評価にも対応できます。
よくあるご質問（FAQ）
※ DIC法は、液体や内部構造など、カメラで観察できない対象の直接測定には対応できません。
- DIC法ではどんなことがわかりますか？
- DIC法では、変位分布やひずみ分布を可視化し、定量的に評価できます。 また、恒温槽と組み合わせることで、熱ひずみの測定ができます。
- どのような課題の評価に向いていますか？
-
DIC法は以下のような場合に適しております。
- ひずみゲージが適用できない薄膜や柔らかい材料
- 温度サイクル中の変形や熱ひずみを評価したい場合
- 局所でなく面全体の分布を把握したい場合
- TMAで測定困難な製品状態などの線膨張係数
- わずかなねじのゆるみ
- 機械締結時（接着、溶接、ねじどめ等）の変形、ひずみ
- ひずみゲージでは測りにくい薄膜・ゴム・フィルムのような試料も測定できますか？
-
可能です。薄膜や柔らかい材料のひずみを非接触で測定できます。
薄膜・フィルム・ソフトマテリアルについて、多くの評価事例があります。当社では一般的な金属や樹脂の局所ひずみはひずみゲージを用い、薄膜やソフトマテリアルはDIC法を使い分けております。
- 温度サイクル中にDIC測定はできますか？
- 可能です。恒温槽と組み合わせることで、-40～+150℃の範囲で、温度サイクル試験中の熱ひずみや熱変形を測定できます。
- DICで測定ができないものはありますか？
- 液体などスペックルパターンが塗布できないものやカメラで観察できない内部構造の直接測定は対応できません。ただし、表面はDIC,内部はひずみゲージのような測定は可能です。
- プロダクト解析センターのDIC測定サービスの特徴は何ですか？
- 当部門では、恒温槽や各種試験機と組み合わせた実製品・実部品のDIC測定を得意としております。また、パナソニックグループで培った様々な経験をベースに、測定結果から現象メカニズムの考察も対応可能です。
- サービスの利用料金はどのような条件で変動しますか？
- 費用は対象物の大きさ・形状、温度条件、必要な測定項目、測定範囲・分解能、恒温槽や追加試験の有無、報告書などの成果物内容によって変動します。
費用・スケジュール
費用イメージ
DIC測定の費用は、簡易測定で約9万円から対応可能です。
- 簡易測定：（室温・単一視野）9万円～
- 温度環境下でのDIC測定：個別見積
- 詳細解析・物性評価：個別見積
視野サイズ、撮影点数、温度条件、試験機併用の有無、解析内容により変動します。
スケジュール目安
DIC測定スケジュールは、お問い合わせから最短2営業日で測定・解析が可能です。
- お問い合わせ後、初回確認：1営業日以内
- 条件整理・見積提示：1営業日〜
- 測定・画像解析：最短、サンプル到着後、2営業日
- 報告書提出：内容確定後にご案内
温度環境試験や治具検討が必要な案件は、準備期間を含めてスケジュールを調整します。
DIC測定のご相談・委託をご検討中の方へ
お問い合わせの際は、以下の内容をご共有いただくとスムーズにご案内できます。
- 対象物（サイズ / 材料）
- 試験条件（温度 / 荷重 など）
- 知りたいこと（例：原因特定 、熱ひずみ など）
対象物や知りたいことをお知らせいただければ、測定可否と概算（費用・納期）をご提示し、最適な測定方法をご提案します。
評価内容が明確でない場合でも、整理前の段階からご相談いただけます。 まずは概算検討レベルでも問題ありません。
初めてDIC測定をご検討の方でも安心してご相談いただけます。
