鑄造模具方案優化-用核心氣體模型檢測孔隙度（鑄造仿真分析-FLOW3D）

FLOW Science

生產高品質鑄件

可以使用核心氣體模型分析核心氣體流量，粘結劑重量分數和脫氣率等結果選項

鑄造廠必須進行大量的前期工程，以確保在第一次試驗中達到鑄件質量。近年來，用于模擬金屬流動，凝固，微觀組織演變和殘余應力的數值工具已經變得司空見慣。然而，一個尚未徹底解決的鑄造缺陷是常見的核心氣體吹脹缺陷。這個問題的物理過程涉及金屬，核心和粘合劑之間復雜的相互作用。未能解決這個問題可能會導致高廢品率。在大多數情況下，通過使用更高的傾倒溫度和增加更多的墻面材料到受影響的地區，這個問題僅僅是管理 – 但從未完全解決。

提前在計算機上做的越多越好。這一切都歸結于節省時間。
– 格雷厄姆 – 懷特制造公司的Elizabeth Ryder

設計最佳分解

過去，如果材料和鑄造工程師發現由于氣泡核心導致的孔隙缺陷問題，他們將逐步完成一系列標準問題解決任務：降低粘合劑含量，增加芯部排氣，涂覆芯部或可能烘烤核心提前。由于不可能看到天然氣經過的路徑，所以這是一個漫長的過程，通常需要花費數周才能完成一個部分。而且，每次出現不同部分的問題時都必須重復。

市場驅動的壓縮這一處理時間表的需求促使鑄造仿真軟件的發展。基于計算機的建模技術對于設計和制造都很有用，它使工程師能夠測試各種方法，而無需任何實際成本或浪費。為了幫助鑄造廠將模擬專門應用于排氣設計，Flow Science已將核心氣體建模添加到其鑄造分析功能中。

通用動力總成CFD模擬發動機缸體水套 — GM發動機缸體水套，顯示粘結劑重量分數

CFD方法在核心氣體流動中的應用

由于樹脂基粘合劑的化學復雜性，了解砂芯熱分解后氣體流動的位置和方式是復雜的。然而，Flow Science與幾個團隊合作獲得實驗數據，并將結果與數值模型的結果進行比較。該公司收集了通用汽車公司，格雷厄姆 – 懷特制造公司和AlchemCast公司的核心氣體流量信息，獲得有關鋁，鋼和鋼砂的樹脂核心的實際數據。

GM Powertrain的鑄造分析工程師David Goettsch博士使用 FLOW-3D 進行了15年的金屬鑄件填充和凝固分析。新的核心氣體模型對于在設計階段優化夾套核心排氣非常有用。對于核心印刷品的所有其他要求，將通風道實施到現有的芯盒中是非常困難的。“對核心燃氣排放的前期分析工作可以幫助您在啟動過程中避免高廢品率，”他解釋說。“也許流程變化可以解決問題。但要達到這一點可能需要很長的測試時間。“

隨著核心氣體模型現在在FLOW-3D中可用，Goettsch可以嘗試不同的插入和排氣位置，并獲得全球診斷：查看氣體產生的多少，氣體流向何處，以及在金屬前緣碰到之前多少氣體。

當你真的可以看到問題的根源時，這是非常好的。這些可視化對于試圖找到真正的現象在做什么的小窗口是很好的。
– GM動力總成鑄造分析工程師David Goettsch博士

多核挑戰

另一位經驗豐富的鑄造工程師格雷厄姆 – 懷特制造公司的伊麗莎白賴德回應了這樣的觀點，即氣體孔隙一直難以調查。她補充說，“特別是對于多核心，很難確定哪個核心是問題的根源。你試圖解決整個系統。“

通過持續生產1700個零件，其中一些每年的零件數量為10,000個，Graham-White非常樂意通過仿真來改進其制造工藝。

使用激光掃描產生的灰色鐵件（大約3in x 4in）的3D模型，Graham-White提供了用于評估的當前排氣設計。這種澆口設計在水平分模的每個模板中包括四個印模，每個印模具有用于每個芯的通風口。中央澆口可以在不到兩秒的時間內填充每個模具。

使用FLOW-3D進行模擬確認了填充率，但也顯示出一個內核排氣不足。然后格雷厄姆 – 懷特開始在巖心上鉆更深的孔，以幫助引導更多的氣體通過現有的通風口。自從改用新的通風設計以來，該公司的核心吹塑廢料減少了大約30％。

萊德說FLOW-3D的 結果幫助縮小了他們的設計重點，讓他們立即清楚（多核設計的核心）是罪魁禍首，甚至核心的哪個領域是問題的根源。

「FLOW3D鑄造仿真」壓力、速度

如何設定壓力、控制速度（射速）、控制溫度等參數？！壓鑄金屬按填充型腔過程，需要考慮壓力、速度、溫度以及時間等工藝因素，使用軟件仿真分析壓鑄過程「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
如何設定壓射力最佳壓力值？壓力的大小影響射速，由壓射缸的截面積和工作液的壓力所決定「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
如何確定鑄造工藝？高壓鑄造適用范圍？鑄件分為有強度要求的和一般要求的兩類,對于有強度要求的,應該具有良好的致密度.這是應該采用高的增壓比壓「FLOW3D鑄造仿真分析」「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」
如何設定壓力鑄造壓力、射速？考慮工藝因素和結構復雜程度，導熱和比熱性，凝固溫度范圍，模具溫度，結構。「射速」「壓射速度」

「FLOW3D鑄造仿真」材料

壓鑄鋁合金中各元素的作用和影響「高壓鑄造」「壓力鑄造」「壓鑄工藝」

「FLOW3D鑄造仿真」壓鑄模具

如何優化設計壓鑄模具設計（鑄造模具）？模具結構考慮因素湯餅，湯道，澆道，澆口，產品，真空澆道頭，鑄孔，渣包，優化模具設計。「FLOW3D鑄造仿真」「壓鑄模具」「鑄造模具」「鑄造模具設計優化」

「FLOW3D鑄造仿真」鑄造方案

優化鑄造方案，提前發現鑄造缺陷，優化澆道設計（進澆截面積、型腔內部速度）、排氣設計、渣包設計、冷卻設計（防止產品變型）、滑塊方案。「鑄造方案」「排氣」「渣包」「冷卻」
如何從鑄造原理出發，通過仿真分析優化鑄造方案？工藝因素帕斯卡原理、伯努利定理、壓鑄機結構、壓鑄機、壓鑄的射出過程、高速低速、充填時間、鑄造壓力、射出波形。「鑄造原理」「壓鑄機」「充填時間」「射出波形」