高壓壓鑄件生產(chǎn)商 Littler Diecast Corporation 最近借助Folw 3D金屬模流分析軟件能夠重新設(shè)計和壓鑄用于航空航天應(yīng)用的電氣開關(guān)框架。 以前由不同的制造商生產(chǎn)，大量鑄件存在缺陷問題，需要進行新設(shè)計以降低廢品率。 Littler Diecast 借助Flow 3D軟件重新壓鑄設(shè)計的零件能夠證明他們可以通過模擬查明缺陷，而無需事先了解問題。 這給客戶留下了深刻的印象，足以讓他們獲得這份工作。

識別問題

Identifying the Problem

該開關(guān)由 A380 鋁鑄造而成，尺寸約為 1 ?” x 1” x 1/2”。 Littler Diecast 發(fā)現(xiàn)孔隙度問題在兩個位置困擾著零件：板和煙囪。 這得到了客戶的證實。 由于零件填充的方式，每個位置都形成了孔。 流動將通過如圖 1 所示的單個澆口進入，噴射到板的遠端，然后回填，捕獲由于早期凝固而不會總是關(guān)閉的氣穴。 在煙囪中發(fā)現(xiàn)了同樣的問題：流體會噴射到最大程度，然后回填，產(chǎn)生無法通過分型線排出的滯留空氣。

原始零件設(shè)計

The Original Part Design

該零件的原始設(shè)計還存在其他問題。 鎖緊墊圈槽和板底密封面周圍有很多模具腐蝕。 位于零件角落的溢流不足以讓缺陷流出。 使用 CFD軟件FLOW-3D，Littler Diecast 能夠分析流動行為并直觀地確定發(fā)生了什么。 對于這么小的零件，由于薄截面的快速冷卻，早期凝固是一個問題。 如果流體噴射穿過零件并返回，則流體有更多時間冷卻并產(chǎn)生滯留空氣。 最好讓最熱的液體最后進來。 考慮到這一點，Littler Diecast 能夠在軟件的幫助下測試許多想法，并實現(xiàn)了將問題可能性降至最低并最大化工藝窗口的設(shè)計。

最終零件設(shè)計

The Final Part Design

在金屬模流分析軟件Flow 3D的幫助下，Littler Diecast Corporation 進行三項重大設(shè)計更改，零件質(zhì)量得到了極大的提高。 首先，重新設(shè)計了澆口和流道，使流體通過三個澆口以全新的方向進入。 這與產(chǎn)生更大溢流的第二個設(shè)計更改相結(jié)合，意味著板中的回流要少得多，從而允許最熱的流體最后進入。 第三，改變了閘門的接近角度和位置，這有助于防止煙囪倒流。 這種新設(shè)計還降低了新工具中模具腐蝕的可能性。 相反，流體會噴射到用于煙囪中心孔的芯銷上。

芯銷很容易更換，比修復(fù)模具鋼更快、更便宜。 所有這些設(shè)計更改都發(fā)生在任何新模具鋼被切割之前，如果在模具生產(chǎn)后發(fā)現(xiàn)問題，則無需進行昂貴的工程更改過程。

物理驗證

Physical Verification

在生產(chǎn)工具試運行后，Litler Diecast 能夠通過短鏡頭、X 射線和破壞性測試來驗證設(shè)計更改。 短鏡頭顯示了一個平衡的跑步者，并且在 X 射線中沒有可見的孔隙。 斷裂測試顯示一致的晶粒結(jié)構(gòu)，沒有空隙，表明故障是由于材料的強度而不是鑄造缺陷造成的。

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