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Flow 3D:支持宝马铸造行业创新工艺开发的全流程模拟(一)

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复杂结构件的高压压铸

  • 高压压铸嵌件
  • 创新的重力铸造内浇口系统
  • 使用无机粘合剂系统的砂芯吹芯和芯干燥
  • 盐芯在高压压铸中的应用
  • 概括

复杂结构件的高压压铸

“高压压铸(HPDC)工艺是一种众所周知的近终形制造技术,可以以低成本提供几何形状复杂的铝合金和其他低熔点合金产品。”

工艺优势:

  • 尺寸精度
  • 加工余量低
  • 薄壁和复杂形状成为可能
  • 非常高的凝固率(良好的机械性能)
  • 高强度
  • 良好的表面质量
  • 自动化程度高,生产效率高

挑战:
复杂结构件的高压压铸工艺

结构高完整性铝压铸件的要求:

  • 减重和零件集成
  • 高强度/碰撞性
  • 耐腐蚀性
  • 可焊接/可热处
  • 表面质量
  • 无失真,公差

“复杂的结构部件对 HPDC 工艺和工具概念的要求非常高。”

全过程详细仿真分析:

  • 热模循环工艺
  • 灌装工艺(填充腔室,使用 PQ² 图表模拟活塞运动)
  • 凝固冷却
  • 残余应力计算

数值模拟应在产品开发的早期阶段开始

  • 因功能、生产工艺和材料而产生的设计要求
  • 减少开发时间和成本(由于减少了实验循环的数量)
  • 铸造缺陷的预防
  • 提高铸造质量

产品开发:

  • 铸件凝固模拟(包括应力计算)
  • 浇注和排气系统(热点、应力、变形……)
  • 入口和通风口的定位
  • 减少材料堆积
  • 避免临界应力和不允许的变形
  • 设计优化

铸件设计:

  • 以“质量源”作为填充模拟
  •  内浇口和排气位置的定义
  • 可铸性检查(冷运行、铸造缺陷……)
  • 设计优化
  • 设计浇注和排气系统的填充模拟
  • 铸造系统优化

工装设计:

  • 凝固模拟
  • 热平衡分析
  • 冷却系统尺寸及位置(专用冷却设备)
  • 工装设计支持
  • 热模具循环模拟(带应力模拟)
  •  热平衡分析
  • 工艺参数定义(时间、温度……)
  • 冷却系统优化
  • 改进工装设计
  • 使用 PQ² 图表、固化和冷却来模拟整个过程,包括填充压射室和活塞运动建模
  • 工艺参数定义
  • 浇注和排气系统的最终优化循环
  • 模具设计的最终变更

2014年国际铝压铸奖得主:

  • 反复试验不会产生可生产的铸件
  • 只有在模拟的支持下才能进行开发
  • 可铸性、内浇口和排气系统
  • 模具设计、工艺参数……

智能轻量化结构

问题:在不影响稳定性、安全性和舒适性的情况下减轻重量

解决方案

  • 特别轻的高科技材料
  • 现有零件的现代设计
  • 好处:
    – 更稳定、更安全、更舒适
    – 减轻重量和油耗
  • HPDC 中的陶瓷嵌件减重
    强度增加
    改进的性能特征

案例

制动盘中的陶瓷嵌件
底板中的陶瓷嵌件

模拟有助于获得答案

分析对填充模式的影响

– 温度、铸造缺陷…… 

镶件的渗透

– 填充方向

镶件上的力

– 压力和剪切力

对凝固的影响

– 凝固时间

– 铸造缺陷( 收缩孔,…) 

热致应力:

模拟有助于优化

刀片的工艺、工具和设计

关于马路科技

马路科技成立于1996年,从逆向工程与快速原型应用整合,今日为华人市场上最专业的3D列印与3D扫描专家于各种产业。

马路科技陆续引进了工业设计(ID)、工业辅助检测(CAV)、雷射加工机设备、公仔设计服务、工程服务等的关键知识与技术。

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