材料利用率的案例
淺談汽車沖壓件材料利用率提升方法
本文重點對整車開發(fā)過程中車身沖壓件的鋼板材料利用率提升環(huán)節(jié)的具體方法進行統(tǒng)計、分析，并運用到實際成形開發(fā)中，對汽車行業(yè)鈑金件的材料利用率提升有一定的借鑒作用。
隨著中國汽車近20年的高速發(fā)展，汽車行業(yè)已經(jīng)是鋼板消耗的大戶，國際原材料價格的不斷上漲和汽車價格的不斷下降，使得汽車行業(yè)的利潤空間已受到很大程度的影響。節(jié)約資源、提高效率、降低成本是每個車企的必經(jīng)之路。在整車重量中，白車身占整車的30%～50%。從制造成本上看，白車身占整車的40%～60%，而在白車身中沖壓件占90%以上。因此，提高沖壓件的鋼板材料利用率對降低成本、提高經(jīng)濟效益有著明顯的效果。各車企為了降低材料成本，通過不斷調整產(chǎn)品造型、調整沖壓件設計結構及沖壓工藝，追求材料利用率最大化。同時材料利用率提升的工作將貫穿于整個車型設計、開發(fā)各階段及環(huán)節(jié)：例如造型階段、車身產(chǎn)品結構設計，沖壓工藝設計方案、模具工藝設計及新設備、新材料的應用等方面，以下就針對部分環(huán)節(jié)進行介紹。
CAS階段造型分縫檢查
合理選擇產(chǎn)品造型和產(chǎn)品分縫對材料利用率影響很大。在產(chǎn)品設計階段，由于車型設計的造型風格不同及對零件的分縫不同，導致每個零件材料利用率存在差異，圖1為受造型分縫影響材料利用率的零件。
圖1 發(fā)蓋外板制件分縫對比
圖2 發(fā)蓋內板制件分縫對比
圖為中發(fā)蓋內、外板兩種結構對比，上部制件分縫更加合理，零件規(guī)則度更高，材料利用率更高；下部的上、下端制件夾角小、零件類似于三角形，材料利用率下降。圖3、圖4為門內、外板窗框結構，窗框處廢料較多，影響材料利用率，不帶上框的四門內、外板結構件材料利用率更高。
展開 提高汽車沖壓件材料利用率的方法
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系。
提高汽車沖壓件材料利用率的方法
開卷時需要對卷料外圈、內圈剪切處理，同時卷料頭尾需要穿過開卷設備，每卷材料頭尾約15米左右為生產(chǎn)正常損耗。因此開卷批量越大，卷料平均重量越重，開卷效率越高，卷料的平均損耗越少。
某車型整體側圍外板材料單車消耗60kg左右，沖壓開卷線批量大，跟蹤其側圍材料卷料重量，卷重分布范圍為7t至15t，平均重量約10t，經(jīng)過測算分析，如果將卷料重量提高到18噸，開卷線每批次將少生產(chǎn)一個卷料，即少一個卷料的料頭料尾處理，側圍材料利用率可以提高約1%，開卷效率提高5%左右。結合設備能力，運輸條件，向鋼廠提出卷料重量要求，目前此側圍材料平均卷重18.5t，卷料轉化為板料的利用率由原來的98.2%提高至99.2%（板料轉化率=卷料凈重/消耗定額×100%）。
結論
對沖壓件而言，同一零件的材料利用率反映出工藝水平和技術水平的高低，本文結合沖壓現(xiàn)場實際應用，從工藝優(yōu)化、材料尺寸優(yōu)化、廢料再利用、卷料重量提高等方面介紹了提高汽車沖壓件材料利用率的方法，通過上述方法的實際應用，提高了工藝、技術水平，為后續(xù)項目的工藝設計提供了參考依據(jù)。
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系。
展開 工藝設計優(yōu)化對汽車整車材料利用率提升的影響
本文分析改變成形方式、落料排樣、廢料再利用、合模工藝、套件成形以及部分沖壓件板材選用激拼焊板等工藝設計優(yōu)化中材料利用率提升的方案，運用其工藝方法，有效的提升整車材料利用率，從而降低了產(chǎn)品開發(fā)成本，提高產(chǎn)品的市場競爭力。
隨著汽車行業(yè)競爭日益加劇，影響汽車競爭力的因素更加廣泛。除了汽車品牌、產(chǎn)品質量、售后服務等因素外，成本和利潤也是影響汽車在行業(yè)競爭力的一個重要指標。在車身成本中，白車身成本占據(jù)重要的地位。沖壓作為汽車生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，在工藝設計階段，通過工藝設計優(yōu)化和新技術的應用，可以提高沖壓材料利用率，提升產(chǎn)品的質量，從而控制整車成本，提高產(chǎn)品收益。目前沖壓材料利用率提升技術的研究是眾多主機廠在產(chǎn)品開發(fā)中重要工作內容之一。
材料利用率提升可通過多種工藝方法實現(xiàn)，如圖1 所示。本文通過分析產(chǎn)品工藝性，在產(chǎn)品設計階段及模具工藝設計階段，制定應用新工藝技術，提高材料利用率。
零件形狀和分塊
在進行材料利用率分析之前需要了解沖壓件的初期工藝規(guī)劃，分析各工序的工作內容，對模面和坯料形狀有基礎的構思。在產(chǎn)品數(shù)據(jù)階段可以從產(chǎn)品零件的分塊、產(chǎn)品局部特征的優(yōu)化修改和廢料再利用等角度考慮，如圖2(a)中所示沖壓件，檢查產(chǎn)品結構分塊是否有利于廢料的減少和材料利用率的提升。圖2(a)中結構分塊不合理，因形狀的特殊性，會產(chǎn)生較多的廢料。圖2(b)中修改零件的分塊特征，將圖2(a)的一個零件分為兩個零件，分件后兩種零件的形狀都相對比較規(guī)則，可以使材料利用率有較大提高。
圖1 材料利用率提升相關工藝方法
圖2 零件分塊
成形方式的選擇
零件特有的形狀和特征，是通過模具凸凹模型面來獲得的。在沖壓工藝選擇時，需要考慮成形性是否滿足零件的表面質量并滿足車身結構的性能要求。
展開 
沖壓件工廠的研究課題：提高沖壓件材料利用率
在五金沖壓生產(chǎn)中,生產(chǎn)成本受材料利用率影響最大,材料支出占整個生產(chǎn)成本的75%，在保證五金沖壓件質量的前提下,提高材料的利用率，就成為了沖壓件工廠重中之重的研究課題。
1.針對一些異形的精密沖壓件,可以對開卷落料模具內毛坯板料的排布方式進行優(yōu)化,以減少廢料,盡可能多的開卷出毛坯板料,提高材料利用率；
2.對于生產(chǎn)統(tǒng)一類型的金屬沖壓件，我們可以在一套模具上設計多個，利用大零件孔洞處的廢料再生產(chǎn)小的沖壓件，來達到廢料的利用；
3.在生產(chǎn)左右對稱的金屬沖壓件時，設計在一起沖壓成形，將兩個沖壓改成一個沖壓，工藝節(jié)省的同時，材料也進行了一各面積上的減少，提高了材料的利用率；
4.可以通過調整模具來改善落料時產(chǎn)生多余的廢料，減少毛坯的尺寸來提高利用率。
5.部分精密沖壓件在開卷落料時,會產(chǎn)生未利用的面積較大的廢料,將這些廢料用于其他小精密沖壓件的生產(chǎn),可以避免小精密沖壓件所用材料的單獨采購,節(jié)約了成本,同時也提高了材料的利用率。
提高材料利用率的方法很多,更多的方法需要通過實踐驗證,提高材料利用率是為了降低沖壓生產(chǎn)的完全成本,在做提高材料利用率方案時需要結合沖壓件產(chǎn)量,考慮投資成本與收益的關系。
今天我們通過分析沖壓產(chǎn)品的工藝性,對五金沖壓件材料利用率的影響因素進行了整理,介紹了通過產(chǎn)品設計優(yōu)化,工藝改進,廢料再利用,新技術和新材料的應用等提升沖壓件材料利用率的方法.達到能有效降低材料消耗,提高沖壓件材料利用率,降低成本的目的，并提高產(chǎn)品市場競爭力。
展開 模具設計必備技能丨如何提高沖壓件材料利用率？
通過收集R33側圍開卷時產(chǎn)生的廢料，并對廢料進行人工修剪，得到的矩形板料可用于生產(chǎn)R33左右后輪罩零件，材料利用率提高8%。
挺高卷料重量，減少頭尾浪費
沖壓工藝流程為材料供應商以帶包裝的卷料供貨，卷料拆包后通過開卷設備剪切成沖壓所需的各種形狀板料，然后沖壓出各種零件。開卷時需要對卷料外圈、內圈剪切處理，同時卷料頭尾需要穿過開卷設備，每卷材料頭尾約15米左右為生產(chǎn)正常損耗。因此開卷批量越大，卷料平均重量越重，開卷效率越高，卷料的平均損耗越少。某車型整體側圍外板材料單車消耗60kg左右，沖壓開卷線批量大，跟蹤其側圍材料卷料重量，卷重分布范圍為7t至15t，平均重量約10t，經(jīng)過測算分析，如果將卷料重量提高到18噸，開卷線每批次將少生產(chǎn)一個卷料，即少一個卷料的料頭料尾處理，側圍材料利用率可以提高約1%，開卷效率提高5%左右。結合設備能力，運輸條件，向鋼廠提出卷料重量要求，目前此側圍材料平均卷重18.5t，卷料轉化為板料的利用率由原來的98.2%提高至99.2%（板料轉化率=卷料凈重/消耗定額×100%）。
結論
對沖壓件而言，同一零件的材料利用率反映出工藝水平和技術水平的高低，本文結合沖壓現(xiàn)場實際應用，從工藝優(yōu)化、材料尺寸優(yōu)化、廢料再利用、卷料重量提高等方面介紹了提高汽車沖壓件材料利用率的方法，通過上述方法的實際應用，提高了工藝、技術水平，為后續(xù)項目的工藝設計提供了參考依據(jù)。提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系。
展開 怎么樣提高汽車沖壓件材料的利用率
隨著人們生活水平的提高，汽車需求量越來越大，汽車市場的競爭也越來越激烈，同時，生產(chǎn)汽車沖壓件材料的資源也比較緊張，如何提高五金沖壓件材料的利用率，不僅能降低汽車的制造成本，也能提高行業(yè)競爭力；
對于一些異型沖壓件，可以在開卷落料時，在模具內把毛坯板料的布置方式進行優(yōu)化，來減少廢料；提高材料利用率；
為了提高市場競爭力，每年汽車廠都會有新車型的投入，新車零件需要新的規(guī)格材料的鋼材。對于新規(guī)格鋼材，廠家要保證其通用性，減少鋼材的品種數(shù)量，來減少材料成本；
汽車沖壓件模具中，在同時生產(chǎn)多個沖壓件的時候，也可以利用大零件孔洞處的廢料生產(chǎn)一個或者多個小的零件，來達到提高材料利用率的效果；
在五金沖壓件模具設計時，將左右對稱的零件設計在一起沖壓成形，通過工藝優(yōu)化，將兩張板料沖壓出兩個零件改為一張板料沖壓出連個零件，減少工藝補充面積，提高材料利用率；
通過調整沖壓件毛坯板料在拉延模內的定位，減少拉延筋以外多余材料的工藝補充，從而減小零件所需的毛坯板料尺寸，提高材料的利用率；
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系.
文章推薦：五金沖壓件的沖壓工藝規(guī)程
展開 模具設計必備技能丨如何提高沖壓件材料利用率！
結論
對沖壓件而言，同一零件的材料利用率反映出工藝水平和技術水平的高低，本文結合沖壓現(xiàn)場實際應用，從工藝優(yōu)化、材料尺寸優(yōu)化、廢料再利用、卷料重量提高等方面介紹了提高汽車沖壓件材料利用率的方法，通過上述方法的實際應用，提高了工藝、技術水平，為后續(xù)項目的工藝設計提供了參考依據(jù)。
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系。
零基礎到模具設計精英 專業(yè)在線教學 更多學習資料加奉先老師QQ487209997 微信同號
展開 如何提高沖壓件材料利用率？ 來這里告訴你怎么做！
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系。
零基礎到模具設計精英 專業(yè)在線教學 更多學習資料加奉先老師QQ487209997 微信同號
對于沖壓件，該如何提高材料利用率呢？本文給你答案！
提高材料利用率的方法很多，更多的方法需要通過實踐驗證，例如沖壓覆蓋件下料時，將現(xiàn)有的直線刀或圓弧刀改為波浪刀，通過改變板坯的形狀，縮短板坯長度，從而提高材料利用率，此方法需要核算模具的投資、維修成本與提高材料利用率后的收益關系。總之，提高材料利用率是為了降低整車的完全成本，在做提高材料利用率方案時需要結合車型產(chǎn)量，考慮投資成本與收益的關系。
從零基礎到設計精英 專業(yè)在線教學 （五金沖壓模具-含端子，彈片，拉伸，連續(xù)，PRESSCAD，汽車模具-含鈑金件，覆蓋件，PRESSUG，AF工藝分析等 ） 更多學習資料加湯姆老師微信tommujushejixuexi。
展開 淺談汽車天窗安裝板提高材料利用率的方法
隨著汽車在中國的普及率逐年攀升，目前配置有天窗的車型達到50%以上，一線合資品牌車型天窗配置比為60%左右，高端品牌的天窗配置甚至達到100%。汽車天窗種類繁多，包括：內藏式、外滑式、外開式、固定玻璃全景式、折疊式等。隨著汽車消費群體的年輕化及個性化，全景式天窗越來越受到消費者的青睞，天窗做的越大鋼材利用率就越低。本文通過對某車型天窗安裝板材料利用率低、生產(chǎn)工藝繁瑣的問題進行分析，并針對如何通過使用激光拼焊工藝來提高材料利用率及降低生產(chǎn)成本的解決方法進行講解。
隨著汽車競爭日益白熱化，產(chǎn)品低成本高質量是保證汽車企業(yè)生存的基本要求，更是企業(yè)技術實力的體現(xiàn)，每個開源節(jié)流的成本收益都會對企業(yè)的效益產(chǎn)生較大影響。沖壓需求的成品板料開卷方式一般分為四類：橫剪、擺剪、落料和激光拼焊板。橫剪一般為矩形板料，擺剪一般為梯形板料、落料是通過落料模生產(chǎn)出來的異形板料，激光拼焊可以將同牌號同厚度、同牌號不同厚度、不同厚度不同牌號及規(guī)格不同的鋼板拼焊在一起來滿足沖壓生產(chǎn)需求，一般沖壓生產(chǎn)只采用一種開卷方式即可滿足沖壓生產(chǎn)的需求。
現(xiàn)有工藝介紹
某車型在設計初期全系采用全景天窗以應對市場需求，安裝天窗玻璃的天窗安裝板在模具設計開發(fā)及現(xiàn)生產(chǎn)階段的生產(chǎn)工藝為：從鋼廠購買原卷發(fā)往剪配加工中心進行擺剪(梯形板料)，擺剪板料送到?jīng)_壓廠后在進行落料生產(chǎn)，如圖1 所示。
此種工藝在拉延工序生產(chǎn)前材料利用率就下降到65%，在經(jīng)過后序分離工序加工后導致材料利用率只有24%，遠遠低于此款車型的平均材料利用率。
廢料再利用
為提高材料利用率對落料產(chǎn)生的利廢料片尺寸測量，通過與此款車型其他零部件的消耗定額進行排查，左右大燈上橫梁的牌號最為接近。經(jīng)過CAE 分析及現(xiàn)場生產(chǎn)調試，制件單件性能及生產(chǎn)無問題，通過搭載強化路試確認此方案可行。
展開 
德國 Fraunhofer 開發(fā)金屬絲激光沉積技術，材料利用率可達100%
Fraunhofer 還開發(fā)了CAD / CAM軟件，用于控制材料的逐層構建過程。
LMD-W 技術的特點是，材料在完全熔化后被分層沉積到部件表面，通過適當?shù)腃AM 支持和多軸過程控制，材料能夠被構建在現(xiàn)有的組件上。Fraunhofer表示該技術的材料利用率可達100%。
基于LMD-W 技術的增材制造設備采用模塊化設計，可以經(jīng)濟高效的集成到企業(yè)的現(xiàn)有生產(chǎn)線中。其激光打印頭適用于常見的激光光學系統(tǒng)，因此不需要復雜的定制光束引導系統(tǒng)。內置傳感器可以檢測到運行過程中出現(xiàn)的典型錯誤，因此這些錯誤能夠在加工過程中得到分析，設備的控制系統(tǒng)針對錯誤進行補償。
LMD-W 設備采用橫向送絲方式，金屬絲與光軸成20度角。打印絲材包括多種鋼，以及鎳基和鈦基合金絲材。Fraunhofer 正在研究幾種其他合金絲材的適用性。
3D科學谷了解到，LMD-W 技術所使用的金屬絲材為市場上廣泛可用的絲材，填充焊絲、實芯焊絲和專用于激光沉積的絲材都可應用于該技術，這將降低制造成本。
LMD-W 技術在工業(yè)中的應用包括：
刀具維護 - 在制造中，刀具會受到磨損、粘附，并承受可能導致?lián)p壞的應力。LMD-W 技術的其中一項應用是為刀具添加一層保護層，從而延長刀具壽命。
結構部件增材制造 - LMD-W 技術能夠經(jīng)濟的生產(chǎn)近凈形結構部件。
復雜部件增材制造 - 制造高復雜度的部件，例如渦輪葉片。
展開 布朗大學利用木材開發(fā)固態(tài)電解質材料 使離子導電率提高10-100倍
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，為了讓電池能夠提供更多電力，更加安全地運行，研究人員致力于用固體材料取代當前鋰離子電池中普遍使用的液體。布朗大學（Brown University）和馬里蘭大學（University of Maryland）的研究團隊利用木材，開發(fā)了一種可用于固態(tài)電池的新材料。
（圖片來源：布朗大學）
該團隊展示了一種固態(tài)離子導體，將銅與纖維素納米原纖維結合在一起。其中的纖維素納米原纖維是源自木材的聚合物管。研究人員表示，這種材料像紙一樣薄，其離子導電率約為其他聚合物離子導體的10-100倍，可用作固態(tài)電池電解質，或者全固態(tài)電池正極的離子導電粘合劑。
馬里蘭大學材料科學和工程系的Liangbing Hu教授表示：“通過將銅與一維纖維素納米原纖維結合在一起，我們發(fā)現(xiàn)，正常的離子絕緣纖維素能夠在聚合物鏈內更快地傳輸鋰離子。事實上，我們發(fā)現(xiàn)，在所有固態(tài)聚合物電解質中，這種離子導體的高離子導電率均能達到創(chuàng)紀錄水平。”
目前，鋰離子電池在手機、汽車等領域得到廣泛應用，其電解質由溶解在液體有機溶劑中的鋰鹽制成。通過電解液在電池的正負極之間傳導鋰離子，能起到良好的效果，但也有一些缺點。比如，在高電流下會形成鋰枝晶，從而導致短路。此外，液體電解質由易燃和有毒化學品制成，可能發(fā)生火災。
固態(tài)電解質具有防止枝晶穿透的潛力，并由非易燃材料制成。調查顯示，目前使用的固態(tài)電解質大多為陶瓷材料，具有良好離子傳導能力。但是，這些材料大多厚、硬且脆。制造過程及充放電過程中產(chǎn)生的應力能使其出現(xiàn)裂縫和斷裂。
然而，本項研究推出的材料薄且有彈性，幾乎像一張紙一樣。而且，其離子導電性可以媲美陶瓷材料。
展開 轎車白車身沖壓件VAVE降本方案的策略研究
圖4 是左/ 右連接板，如果采用拉延工藝，則材料利用率僅為51.1%；而采用成形工藝，零件材料利用率提升至64.58%，且模具套數(shù)由原來的5 套減少為4 套。可見，成形工藝不僅能大幅提升零件的材料利用率，而且能有效減少模具套數(shù)，節(jié)約開發(fā)車身成本。
(a) 左/ 右連接板拉延工序圖
(b) 左/ 右連接板成形工序圖
(c) 成形工序出件情況
圖4 左/ 右連接板工序差異示意圖
套裁沖壓
車身大型覆蓋沖壓件，如行李廂外板、頂蓋外板、頂蓋天窗固定板、帶窗框的門外板等，產(chǎn)品設計時常留有較大的功能孔或者減重孔，這些孔洞部分材料在拉延過程中參與變形，在后工序被切掉，造成孔洞部分材料的浪費。為了利用這部分孔洞材料，將同材質，同料厚的小型產(chǎn)品零件嵌套在大零件的孔洞廢料區(qū)域與大零件一起沖壓，即套裁沖壓工藝。如圖5 所示，在背門內板和天窗固定板中嵌套小型產(chǎn)品零件，背門內板采用套裁沖壓工藝材料利用率由53.6% 提升至58.6%，節(jié)約材料成本5.84 元/ 車；天窗固定板采用套裁沖壓工藝材料利用率由21% 提升至33%，節(jié)約材料成本4.99 元/ 車。套裁工藝不僅能提高材料利用率，降低單車白車身成本，同時也能節(jié)約模具套數(shù)和成本。
(a) 背門內板
(b) 天窗固定板
圖5 套裁沖壓工藝示意圖
廢料利用
一般情況下，側圍、門外板（帶框）和頂蓋等產(chǎn)品零件在落料或者生產(chǎn)中會產(chǎn)生較大的廢料。如圖6所示，轎車某車型側圍外板在開卷落料工序中產(chǎn)生4片尺寸比較大的廢料，如果不利用，這部分材料就會白白浪費。為了提高材料的利用率，需要對這些廢料進行有效收集，將其用于生產(chǎn)同材質和同料厚的小件，如尾燈固定板和加油口蓋等。通過回收利用，材料利用率達到47.2%，節(jié)約材料成本8.4 元/ 車。
展開 設計仿真 | Simufact Forming仿真技術破解水輪機軸鍛造難題
由于結構尺寸龐大，端部鍛造流動缺陷可能導致材料去除量增加，影響材料利用率，同時鍛后熱處理的淬透性控制也至關重要。傳統(tǒng)的試錯法制定工藝不僅研發(fā)周期長，試制成本也較高，因此需要在材料性能、成型精度、缺陷控制及后續(xù)處理等環(huán)節(jié)進行綜合優(yōu)化。
PART02
Simufact Forming：鍛造工藝的“數(shù)字實驗室”
海克斯康Simufact Forming鍛造工藝仿真包括鐓粗、模鍛、拉伸、拔長、自由鍛、擠壓、輥鍛、線割、熱處理等工藝，能夠幫助用戶通過仿真的方式實現(xiàn)鍛造成形工藝虛擬試錯，通過對成形過程中材料流動、溫度、應力、應變、折疊缺陷、設備噸位、微觀晶粒等分析，幫助優(yōu)化鍛造工藝。
PART03
水輪機軸優(yōu)化材料利用率的挑戰(zhàn)
在水輪機軸的制造過程中，提高材料利用率對控制成本至關重要。材料損耗主要來自底部廢料、過渡區(qū)域切除、端部鼓包修整以及其他工藝性損耗。
該團隊熱衷于優(yōu)化大型直徑水輪機軸鑄錠的重量，對材料利用效率提出了極高要求，這需要在整個鍛造工藝中采取系統(tǒng)性優(yōu)化措施。其中，解決端部膨脹導致的材料損失尤為關鍵——膨脹不僅會增加鍛件重量，還會影響最終成型精度。
傳統(tǒng)工藝通常在開槽后對底部廢料進行熱切割，但將其整合到最終產(chǎn)品中存在技術難點。若將底部廢料保留作為軸體的一部分，雖可提高材料利用率，卻會加劇鍛造過程的復雜性：金屬流動的不可預測性可能直接影響鍛件質量。因此，如何在提升材料利用率與控制工藝風險之間取得平衡，成為一項需要綜合解決方案的多維度挑戰(zhàn)。
PART04
利用海克斯康 Simufact Forming優(yōu)化鍛造工藝過程
該公司采用了海克斯康的 Simufact Forming軟件對該工藝流程進行全流程仿真模擬。
展開 