虎！虎！虎！虎（劃）寶馬鑄造行業(yè)創(chuàng)新工藝開(kāi)發(fā)的全流程模擬-馬路科技
用于重力鑄造的創(chuàng)新型澆口系統(tǒng)
BMW Landshut 輕金屬鑄造廠能夠運(yùn)行五種不同的鑄造工藝進(jìn)行批量生產(chǎn)：
砂模鑄造
低壓壓鑄
重力壓鑄
高壓壓鑄
消失模鑄造
為每種情況選擇最合適的鑄造工藝取決于：
發(fā)動(dòng)機(jī)概念/產(chǎn)量
技術(shù)要求
由于特定的產(chǎn)品要求，重力壓鑄專門用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸蓋和曲軸箱。
鑄造專家嘗試改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)重力壓鑄工藝：
減少鑄造缺陷
更高的鑄造質(zhì)量/更好的機(jī)械性能
頂部澆注系統(tǒng)：
充滿熱料的冒口（喂料良好）
底板可冷卻整個(gè)灌裝過(guò)程
由于較高的速度和湍流而夾帶的空氣
氧化物夾雜物的高風(fēng)險(xiǎn)
底部澆注系統(tǒng)：
內(nèi)澆口系統(tǒng)內(nèi)的最小湍流
沒(méi)有夾帶空氣和氧化物的風(fēng)險(xiǎn)
填有較冷材料的立管
灌裝過(guò)程中底板不能冷卻
傾斜鑄造（Rotacast?）：
填充過(guò)程中的低湍流
良好的凝固溫度曲線
氧化物夾雜物的風(fēng)險(xiǎn)
旋轉(zhuǎn)過(guò)程中夾帶氣泡的風(fēng)險(xiǎn)
更高的工具和機(jī)器成本
寶馬新開(kāi)發(fā)的噴射鑄造工藝結(jié)合了傳統(tǒng)工藝的優(yōu)點(diǎn)，并通過(guò)應(yīng)用移動(dòng)內(nèi)澆口系統(tǒng)避免了它們的缺點(diǎn)：
填充過(guò)程中的最小湍流
無(wú)需澆注盆（減少填充過(guò)程中的湍流）
無(wú)需流道系統(tǒng)（減少開(kāi)發(fā)工作）
夾帶空氣風(fēng)險(xiǎn)低
氧化物殘留在鋼包內(nèi)
任何氧化物夾雜物的風(fēng)險(xiǎn)低
充滿熱材料的立管（良好的喂養(yǎng)）
底板可以在整個(gè)過(guò)程中冷卻填充工藝（更好的機(jī)械性能）
不適用于每個(gè)鑄件
填充過(guò)程開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)一些湍流
FLOW-3D 模擬用于開(kāi)發(fā)和研究新的灌裝工藝：
填充行為（湍流，速度，…）
噴油器中的流體流動(dòng)溫度分布（鋼包、型腔、注射器……）
可能的鑄造缺陷（氧化物、氣泡……）
工藝參數(shù)（溫度、時(shí)間……）
塞子的移動(dòng)方式鋼包移動(dòng)方式
塞子和鋼包的設(shè)計(jì)
噴油器設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)工作量大大減少
使用無(wú)機(jī)粘合劑系統(tǒng)的砂芯吹芯和干燥
寶馬工廠的輕金屬鑄造廠于 2010 年推出了一種新的重力壓鑄砂芯生產(chǎn)方法——傳統(tǒng)的有機(jī)粘合劑被高度環(huán)保的無(wú)機(jī)粘合劑取代
環(huán)境方面：
幾乎沒(méi)有污染物排放（燃燒殘留物的排放量減少了 98%）
工作條件顯著改善
經(jīng)濟(jì)和人體工程學(xué)優(yōu)勢(shì)：
由于減少了芯氣，提高了鑄造質(zhì)量
生產(chǎn)和降低工具溫度
所得輕合金部件的強(qiáng)度提高（由于更快的凝固）
“寶馬的蘭茨胡特工廠是世界上第一家完全無(wú)排放砂芯生產(chǎn)的鑄造廠?！?/p>
工藝步驟：
將型砂（含粘合劑）射入加熱的模具中（使用射芯機(jī)）
芯子用熱加壓空氣干燥（核心首先在靠近墻壁的薄層中干燥和硬化）
核心內(nèi)部的水被熱空氣蒸發(fā)（水會(huì)在較冷的地區(qū)凝結(jié)）
空氣-蒸汽混合物通過(guò)排氣噴嘴離開(kāi)堆芯
水的去除導(dǎo)致芯部硬化（粘合劑的化學(xué)反應(yīng)）
新工藝的引入需要大量的實(shí)驗(yàn)
沙子特性的測(cè)量（粘度、孔隙率、粒度……）
吹制工藝（填充行為、工藝參數(shù)……）
干燥過(guò)程調(diào)查（方法、設(shè)備、工藝參數(shù)……）
新型芯干燥模型（軟件）的開(kāi)發(fā)
模擬有助于理解過(guò)程不同干燥方式的比較工藝參數(shù)研究工具（加熱系統(tǒng)、噴嘴、通風(fēng)口等）和設(shè)備的優(yōu)化大量減少實(shí)驗(yàn)
鹽芯在高壓壓鑄中的應(yīng)用
汽車行業(yè)需求：
降低成本
整體設(shè)計(jì)（減少部件數(shù)量）
更高的生產(chǎn)力
HPDC中的底切：
僅適用于復(fù)雜的滑塊（高維護(hù)）
技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上不適用
重力鑄造砂芯不適合應(yīng)用于 HPDC：
HPDC工藝的高壓和高速度強(qiáng)度不足
失核技術(shù)：
開(kāi)發(fā)完整的新組件的可能性
生產(chǎn)中空零件和復(fù)雜的內(nèi)部設(shè)計(jì)（底切）
功能集成度高
減少加工、密封和組裝工作
未知的新技術(shù)
材料特性
合理的工藝參數(shù)（生產(chǎn)和使用）鹽芯的生產(chǎn)工藝類型（重力鑄造、HPDC……）工藝參數(shù)
鹽芯質(zhì)量/缺陷（表面、縮孔……）鹽的固化（密度變化非常大）鹽芯的使用
鑄造過(guò)程中的高動(dòng)態(tài)力由于高內(nèi)澆口速度導(dǎo)致的核心故障應(yīng)力導(dǎo)致的核心裂縫（由于溫度梯度）
支持開(kāi)發(fā)鹽芯用途的模擬
工藝研究（收縮行為，……）
工藝參數(shù)的確定
大量減少實(shí)驗(yàn)
模擬鹽芯生產(chǎn)
填充行為
– 可能的缺陷
– 澆注和通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
凝固收縮過(guò)程
– 表層快速凝固
– 密度變化大
– 收縮系數(shù)取決于零件幾何形狀
– 表面是絕緣體
– 中心區(qū)凝固時(shí)間長(zhǎng)
– 收縮孔
– 應(yīng)力（可能的裂縫）
鑄造過(guò)程中鹽芯使用模擬
充填固化工藝
由于高內(nèi)澆口速度導(dǎo)致的核心故障
FLOW-3D 中的流體-結(jié)構(gòu)-相互作用選項(xiàng)：
允許模擬熔體和鹽芯的相互作用
填充過(guò)程中芯部受力的調(diào)查（由于應(yīng)力導(dǎo)致芯部破裂）
熱致殘余應(yīng)力
總結(jié)
復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的高壓壓鑄：完整的 HPDC 過(guò)程的詳細(xì)模擬分析
高壓壓鑄嵌件：FLOW-3D 用于分析插入物對(duì)填充模式及其滲透的影響
創(chuàng)新的重力鑄造內(nèi)澆口系統(tǒng)：寶馬新開(kāi)發(fā)的Injector Casting工藝，集傳統(tǒng)工藝之長(zhǎng)，揚(yáng)長(zhǎng)避短
砂芯吹芯和干燥：模擬支持采用環(huán)保無(wú)機(jī)粘合劑引入新的砂芯生產(chǎn)工藝
鹽芯在高壓壓鑄中的應(yīng)用：FLOW-3D 中的流固耦合選項(xiàng)允許計(jì)算鹽芯上的應(yīng)力
馬路科技作為FLOW-3D中國(guó)公司授權(quán)經(jīng)銷商，我們會(huì)提供了各種學(xué)習(xí)途徑，比如定期的培訓(xùn)計(jì)劃、線上/線下的研討會(huì)和相關(guān)的鑄造展覽會(huì)，為用戶以及想了解和學(xué)習(xí)的人們提供專業(yè)的持續(xù)教育。
