案例 | LuK 采用 Simufact 成型仿真技術實現制造工藝創新

案例 | LuK 采用 Simufact 成型仿真技術實現制造工藝創新的圖1

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來自小編

        MSC軟件公司作為業界領先的CAE廠商,通過提供從材料→工藝→部件→系統協同仿真的一系列技術幫助客戶縮短新產品研發周期,提升產品質量和設計研發水平,加快產品上市時間。

        MSC公司旗下的Simufact軟件是一款世界領先的金屬加工工藝流程仿真有限元軟件,提供完善的工藝仿真解決方案,包括:金屬塑性成形、焊接、熱處理。

        Simufact 能夠進行完整的工藝鏈仿真,從下料、制坯開始,到多工步塑性成形、沖孔、裁邊和后續熱處理, 再到焊接、結構變形分析等。可以幫助用戶優化工藝仿真流程,提高產品質量,并有效降低用和減少上市時間。作為Simufact產品系列的成 員,Simufact.forming、Simufact.welding 可以獨立進行塑性成形工藝仿真和焊接仿真。本期,小編再分享給大家一篇案例~


挑戰

不斷需要創新的制造解決方案
解決方案
使用虛擬試驗及工藝仿真技術驗證和優化制造工藝。
所用產品
Simufact.forming、Simufact.welding
客戶
LuK USA LLC、Schaeffler Group Automotive

以下內容來自KUNDING WANG 博士(LUK)、MICHA EL WOHLMUTH(SIMUFACT ENGINEERING GM BH)

在汽車行業,創新的產品設計與制造解決方案是保持競爭力的根本所在。所加工的零部件和子系統不僅要達到最高質量標準,還要具有價格競爭力。因此要求設計及仿真解決方案所提供的環境能夠提供一種成熟而可靠的方式,既能儲備更多有關最佳設計及制造工藝的知識,又能夠讓工程師找到創新的解決方案。 

LuK——創新實力的代名詞

作為 Schaeffler Group 的一員, LuK 公司 40 多年來為汽車傳動系行業提供了大量產品,保證一流的技術、質量及交付標準,如今已成為創新實力、客戶導向和優質產品的代名詞。

目前的開發工作尤其側重于前瞻性的雙離合器變速箱系統零部件,或替代性傳動概念,例如高效經濟型混合動力子總成。

LuK 高度依賴最先進的仿真工具

LuK 注重創新型產品的開發,因此在開發工作中高度依賴最先進的仿真工具。Simufact.forming可用于模擬各種工藝,并側重于工藝優化設計。LuK于2006年開始使用 Simufact.forming 進行沖壓工藝仿真,目前將這一軟件系列用來進行成型、制模、鉚接及熱處理工藝仿真。同時還采用Simufact.welding 為焊接工程提供技術支持。

Simufact.forming 對這些工藝所進行的仿真不僅有助于設計師或生產工程師充分掌握工藝的物理細節,還能了解通過哪些參數調整可以實現最佳的制造工藝。 Simufact.forming軟件能夠有效實現上述各種工藝仿真和優化。

在LuK 研發中心首席 FEA 分析師 Kunding Wang 博士的指導下,生產設計工程師也可以直接使用 Simufact.forming 軟件為 LuK 的多道工序沖壓工藝設計優化模具。

LuK——始終追求創新的廠家

對于始終追求創新的廠家而言,盲鉚接項目證明了仿真的價值。在該項目中,LuK公司利用 Simufact.forming 開發了一條新的深彎變矩器離合器生產線。在采用仿真技術之前,LuK 花費了兩年的時間才實現這一零部件從概念到生產。而借助 Simufact.forming,LuK 能在兩周內解決各種概念問題,在較短的時間內完成裝配,并將總開發時間縮短一半。


案例 | LuK 采用 Simufact 成型仿真技術實現制造工藝創新的圖2
借助 Simufact 仿真軟件,可以看到動態的物理現象,這意味著產品能對外界影響作出響應,例如熱處理、焊接、鉚接或外力。這些正是實際工程中所需要的細節。Simufact 不僅為那些對工程問題存有疑慮的工程師架起了一座橋梁,而且也是一種創新的戰略工具,可開發出最佳的工藝和更好的產品
——Kunding Wang 博士, LuK 研發中心首席 FEA 分析師


實物試驗減少到幾乎為零

在項目開始時,LuK 的主要目標是對設計和制造工藝進行優化,以便能夠在極為有限的空間內進行鉚接。在采用仿真以前,由于每次對受試離合器進行內部檢查時都會破壞產品,因此在該項目中工程師無法遵循傳統的試驗流程。為此 LuK 工程師選擇在其開發過程中使用 Simufact.forming虛擬仿真替代實物試驗。這種方法幫助 LuK 將實物試驗減少到幾乎為零,只保留了最后一個的驗證試驗,以確認仿真結果。

縮短開發時間、削減樣機數量、減少試驗工作量

設計具有創新性的方法是:將零部件本身作為加工工具,使得鉚釘擁有最終形狀,同時也起到變矩器離合器罩的作用。出于這一目的,LuK 借助仿真找到了理想的制造工藝設計方案。

通過仿真,LuK 可以確切地看到每次設計改動的結果,然后對工具和零部件進行相應的修改。實踐證明,Simufact.forming 所提供的仿真能力不僅能讓 LuK 縮短開發時間、削減樣機數量、減少測試工作量,還能推動創造性的設計和加工工藝。

LuK 與 Simufact Engineering GmbH 密切合作

Kunding Wang 博士與 Simufact 的工程師密切合作,尤其是在需要對軟件功能進行修改及增強,以滿足某種應用的特殊需求之時。未來,LuK 會將 Simufact 的使用范圍擴大到更多領域,如焊接和熱處理應用。對于焊接應用,LuK 目前采用的是Simufact.welding BETA 版。

Simufact.welding 是 Simufact 產品系列中的新工具,設計用于制造業的特殊應用。其用戶友好的界面使焊接專業人員能夠使用極其復雜的仿真技術。在 2011 年,Simufact.material 的功能升級中,涵蓋了熱處理仿真功能。

Simufact 產品系列的易用性

除了 Simufact 產品系列的應用范圍廣泛以外,LuK 對軟件的易用性也留下非常深刻的印象。

根據總體開發戰略,Simufact 工程部門希望提供一種軟件環境,使設計或生產工程師能夠在仿真專家的支持下,自己對細部分析進行仿真和調整。專家負責設計用于構建仿真模型的最佳實踐并提供支持,將實物簡化為具有代表性的虛擬過程。從理論上講,增加虛擬試驗能減少用于最終驗證的實物試驗次數,由此可縮短開發時間、削減樣機數量、減少產品失效并優化產品。


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