生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件

鑄造廠必須進行大量的前期工程，以確保在第一次試驗中就達到鑄件質(zhì)量。 近年來，用于模擬金屬流動、凝固、微觀結(jié)構(gòu)演變和殘余應(yīng)力的數(shù)值工具已變得司空見慣。 然而，一種尚未徹底解決的鑄造缺陷是常見的型芯氣吹缺陷。 這個問題的物理學(xué)涉及金屬、芯和粘合劑之間復(fù)雜的相互作用。 未能解決它可能會導(dǎo)致高廢品率。 在大多數(shù)情況下，問題只是通過使用更高的澆注溫度和在受影響的區(qū)域添加更多的壁厚來解決——但從未完全解決。

設(shè)計最佳分解

過去，如果材料和鑄造工程師發(fā)現(xiàn)型芯氣泡導(dǎo)致的孔隙率缺陷問題，他們會逐步完成一系列標(biāo)準的問題解決任務(wù)：降低粘合劑含量、增加型芯排氣、涂覆型芯或可能烘烤型芯 核心提前。 由于無法看到氣體所經(jīng)過的路徑，因此這是一個漫長的過程，通常需要數(shù)周才能完成一個零件。 而且，每次不同部分出現(xiàn)問題時都必須重復(fù)。

市場驅(qū)動的壓縮加工時間的需求促使了鑄造模擬軟件的開發(fā)。 基于計算機的建模對設(shè)計和制造都有用，它允許工程師測試各種方法，而不會產(chǎn)生任何實際零件成本或浪費。 為了幫助鑄造廠將仿真專門應(yīng)用于排氣設(shè)計，F(xiàn)low Science 在其鑄造分析功能中增加了芯部氣體建模。

將 CFD 方法應(yīng)用于核心氣體流動

由于樹脂基粘合劑的化學(xué)復(fù)雜性，了解砂芯熱分解后氣體流動的位置和方式很復(fù)雜。 然而，F(xiàn)low Science 與幾個小組合作以獲得實驗數(shù)據(jù)并將結(jié)果與數(shù)值模型的結(jié)果進行比較。 該公司從通用汽車、Graham-White Manufacturing Co. 和 AlchemCast 收集了核心氣體流量信息，獲得了用于鋁、鐵和鋼的樹脂砂芯的真實數(shù)據(jù)。

充和凝固已有 15 年。 新的核心氣體模型對于在設(shè)計階段優(yōu)化夾套核心通風(fēng)非常有用。 很難在現(xiàn)有的芯盒中實施排氣道，同時對芯印有所有其他要求。 “對堆芯排氣進行前期分析工作可以避免您在啟動期間出現(xiàn)高廢品率，”他解釋道。 “也許流程改變可以解決問題。 但要達到這一點可能需要很長的測試期?！?/p>

借助 FLOW-3D 中現(xiàn)在可用的核心氣體模型，Goettsch 可以嘗試不同的插入和排氣位置并進行全局診斷：查看產(chǎn)生了多少氣體、去向以及在金屬前沿追上它之前有多少氣體逸出。

多核挑戰(zhàn)

Graham-White Manufacturing Co. 的另一位經(jīng)驗豐富的鑄造工程師 Elizabeth Ryder 也贊同氣孔率一直難以調(diào)查的觀點。 她補充說，“特別是對于多核，很難確定問題的根源是哪個核。 你試圖解決整個系統(tǒng)?！?/p>

Graham-White 持續(xù)生產(chǎn) 1700 個零件，其中一些零件的年產(chǎn)量為 10,000 個，Graham-White 非常愿意通過仿真改進其制造流程。

Graham-White 使用通過激光掃描創(chuàng)建的灰鑄鐵零件（大約 3 英寸 x 4 英寸）的 3D 模型，提供了當(dāng)前的排氣設(shè)計以供評估。這種澆口設(shè)計在水平分開的模具中每個模板包含四個印模，每個印模的每個型芯都有排氣孔。中央澆口能夠在不到兩秒的時間內(nèi)填充每個模具。

Graham-White Manufacturing Co. 的另一位經(jīng)驗豐富的鑄造工程師 Elizabeth Ryder 也贊同氣孔率一直難以調(diào)查的觀點。她補充說，“特別是對于多核，很難確定問題的根源是哪個核。你試圖解決整個系統(tǒng)?！?/p>

Graham-White 持續(xù)生產(chǎn) 1700 個零件，其中一些零件的年產(chǎn)量為 10,000 個，Graham-White 非常愿意通過仿真改進其制造流程。

Graham-White 使用通過激光掃描創(chuàng)建的灰鑄鐵零件（大約 3 英寸 x 4 英寸）的 3D 模型，提供了當(dāng)前的排氣設(shè)計以供評估。這種澆口設(shè)計在水平分開的模具中每個模板包含四個印模，每個印模的每個型芯都有排氣孔。中央澆口能夠在不到兩秒的時間內(nèi)填充每個模具。

使用 FLOW-3D進行的模擬 證實了填充率，但也表明一個芯的排氣不足。Graham-White 隨后開始在巖芯中鉆更深的孔，以幫助引導(dǎo)更多氣體通過現(xiàn)有的噴口。自從改用新的排氣設(shè)計后，該公司的吹芯廢料減少了大約 30%。

Ryder 表示， FLOW-3D 結(jié)果有助于縮小他們的設(shè)計重點，讓他們立即歸零（多核設(shè)計的）哪個內(nèi)核是罪魁禍首，甚至是內(nèi)核的哪個區(qū)域是問題根源。

詳細了解使用FLOW-3D CAST對金屬鑄造工藝進行建模的多功能性和強大功能。

馬路科技（RATC）成立于1996年，是以三維測量、三維掃描、逆向工程以及三維打印等先進技術(shù)為導(dǎo)向的科技公司，客戶主要來自汽車、航空航天以及消費品等產(chǎn)業(yè)。馬路科技共有八個服務(wù)點，有超過200名專家提供在地專業(yè)技術(shù)支持及服務(wù)。?