Flow 3D:支持寶馬創(chuàng)新工藝開發(fā)的全流程模擬(一)-馬路科技
“該演示文稿展示了在 BMW Light Metal Foundry Landshut 和其他鑄造廠開發(fā)創(chuàng)新鑄造工藝的仿真應(yīng)用。”
復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的高壓壓鑄
高壓壓鑄嵌件
創(chuàng)新的重力鑄造內(nèi)澆口系統(tǒng)
使用無機(jī)粘合劑系統(tǒng)的砂芯吹芯和芯干燥
鹽芯在高壓壓鑄中的應(yīng)用
概括


復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的高壓壓鑄
“高壓壓鑄(HPDC)工藝是一種眾所周知的近終形制造技術(shù),可以以低成本提供幾何形狀復(fù)雜的鋁合金和其他低熔點(diǎn)合金產(chǎn)品?!?/p>
工藝優(yōu)勢(shì):
尺寸精度
加工余量低
薄壁和復(fù)雜形狀成為可能
非常高的凝固率(良好的機(jī)械性能)
高強(qiáng)度
良好的表面質(zhì)量
自動(dòng)化程度高,生產(chǎn)效率高
挑戰(zhàn):
復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的高壓壓鑄工藝

結(jié)構(gòu)高完整性鋁壓鑄件的要求:
減重和零件集成
高強(qiáng)度/碰撞性
耐腐蝕性
可焊接/可熱處
表面質(zhì)量
無失真,公差

“復(fù)雜的結(jié)構(gòu)部件對(duì) HPDC 工藝和工具概念的要求非常高?!?/strong>
全過程詳細(xì)仿真分析:
熱模循環(huán)工藝
灌裝工藝(填充腔室,使用 PQ2 圖表模擬活塞運(yùn)動(dòng))
凝固冷卻
殘余應(yīng)力計(jì)算

數(shù)值模擬應(yīng)在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段開始
因功能、生產(chǎn)工藝和材料而產(chǎn)生的設(shè)計(jì)要求
減少開發(fā)時(shí)間和成本(由于減少了實(shí)驗(yàn)循環(huán)的數(shù)量)
鑄造缺陷的預(yù)防
提高鑄造質(zhì)量

產(chǎn)品開發(fā):
鑄件凝固模擬(包括應(yīng)力計(jì)算)
澆注和排氣系統(tǒng)(熱點(diǎn)、應(yīng)力、變形……)
入口和通風(fēng)口的定位
減少材料堆積
避免臨界應(yīng)力和不允許的變形
設(shè)計(jì)優(yōu)化
鑄件設(shè)計(jì):
以“質(zhì)量源”作為填充模擬
?內(nèi)澆口和排氣位置的定義
可鑄性檢查(冷運(yùn)行、鑄造缺陷……)
設(shè)計(jì)優(yōu)化
設(shè)計(jì)澆注和排氣系統(tǒng)的填充模擬
鑄造系統(tǒng)優(yōu)化

工裝設(shè)計(jì):
凝固模擬
熱平衡分析
冷卻系統(tǒng)尺寸及位置(專用冷卻設(shè)備)
工裝設(shè)計(jì)支持

鑄造工藝:
熱模具循環(huán)模擬(帶應(yīng)力模擬)
?熱平衡分析
工藝參數(shù)定義(時(shí)間、溫度……)
冷卻系統(tǒng)優(yōu)化
改進(jìn)工裝設(shè)計(jì)

使用 PQ2 圖表、固化和冷卻來模擬整個(gè)過程,包括填充壓射室和活塞運(yùn)動(dòng)建模
工藝參數(shù)定義
澆注和排氣系統(tǒng)的最終優(yōu)化循環(huán)
模具設(shè)計(jì)的最終變更



2014年國(guó)際鋁壓鑄獎(jiǎng)得主:
反復(fù)試驗(yàn)不會(huì)產(chǎn)生可生產(chǎn)的鑄件
只有在模擬的支持下才能進(jìn)行開發(fā)
可鑄性、內(nèi)澆口和排氣系統(tǒng)
模具設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)……



用于重力鑄造的創(chuàng)新型澆口系統(tǒng)
“由于自動(dòng)化程度高、新型模具材料、傳感器技術(shù)和鑄造系統(tǒng)的先進(jìn)控制,HPDC技術(shù)近年來發(fā)展迅速?!?/p>
智能輕量化結(jié)構(gòu)
問題:在不影響穩(wěn)定性、安全性和舒適性的情況下減輕重量
解決方案
特別輕的高科技材料
現(xiàn)有零件的現(xiàn)代設(shè)計(jì)
好處:
– 更穩(wěn)定、更安全、更舒適
– 減輕重量和油耗HPDC 中的陶瓷嵌件減重
強(qiáng)度增加
改進(jìn)的性能特征
案例
制動(dòng)盤中的陶瓷嵌件
底板中的陶瓷嵌件

分析對(duì)填充模式的影響
– 溫度、鑄造缺陷……?
鑲件的滲透
– 填充方向
鑲件上的力
– 壓力和剪切力
對(duì)凝固的影響
– 凝固時(shí)間
– 鑄造缺陷( 收縮孔,…)?

熱致應(yīng)力:
模擬有助于優(yōu)化
刀片的工藝、工具和設(shè)計(jì)

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