壓鑄模流分析的案例
壓鑄模流分析----更新中
FLOW3D壓鑄模流分析與田口品質工程系統結合研究
（可供田口方法與軟件）
（可供田口方法與軟件）
中文摘要
壓鑄產品經常容易發生充填不足、熱裂、表面流紋與變形等缺陷，這些缺陷和射出壓力、射出速度、射出溫度與模具溫度等製程條件有密切關係。製品之開發試作，一般係利用試誤法來求得較適當的製程條件之組合，但是，試誤過程既費時又無法保證穫得最佳的製程條件。近幾年，田口實驗設計法成了改善品質的有利工具，本研究結合 Flow-3D 模流分析軟體與田口實驗設計法規劃實驗分析條件，進行模流分析，應用直交表和信號雜訊比來求出最佳的製程條件。模流分析之條件組合是以 L9 直交表進行規劃設計，選擇射出壓力、射出速度、射出溫度、模具溫度控制因子，每一因子皆選擇三個實驗水準，品質目標設定為在模穴內必須具有最少固溶率、最小壓力差與最小溫度差。
由變異數分析求得最佳製程條件組合為射出壓力 、射出速度 、射出溫度 、模具溫度 ，再經由 Flow-3D 模擬結果，三目標值均有明顯改進，可有效改善壓鑄件缺陷，提昇產品的穩健性。
Die casting products very often show non-filling, hot cracking, apparent flow mark and deformation etc. These defects are closely related with process conditions of filling time, fusion temperature, cooling temperature of die and maintaining pressure etc.
展開 關于壓鑄模流與田口方法的論文設計
關于壓鑄模流與田口方法的論文設計FLOW3D壓鑄模流分析與田口品質工程系統結合研究 （推薦田口方法與軟件） 中文摘要 壓鑄產品經常容易發生充填不足、熱裂、表面流紋與變形等缺陷，這些缺陷和射出壓力、射出速度、射出溫度與模具溫度等製程條件有密切關係。製品之開發試作，一般係利用試誤法來求得較適當的製程條件之組合，但是，試誤過程既費時又無法保證穫得最佳的製程條件。近幾年，田口實驗設計法成了改善品質的有利工具，本研究結合 Flow-3D 模流分析軟體與田口實驗設計法規劃實驗分析條件，進行模流分析，應用直交表和信號雜訊比來求出最佳的製程條件。模流分析之條件組合是以 L9 直交表進行規劃設計，選擇射出壓力、射出速度、射出溫度、模具溫度控制因子，每一因子皆選擇三個實驗水準，品質目標設定為在模穴內必須具有最少固溶率、最小壓力差與最小溫度差。 由變異數分析求得最佳製程條件組合為射出壓力 、射出速度 、射出溫度 、模具溫度 ，再經由 Flow-3D 模擬結果，三目標值均有明顯改進，可有效改善壓鑄件缺陷，提昇產品的穩健性。 Die casting products very often show non-filling, hot cracking, apparent flow mark and deformation etc. These defects are closely related with process conditions of filling time, fusion temperature, cooling temperature of die and maintaining pressure etc.
展開 magmasoft、flow3d 和anycasting的綜合混合使用|使用教程
模流分析軟件在這一兩年來突飛猛進的，也變得形形色色的，各種各樣的軟件都同時出現。對于哪好哪壞，是難以說清的，個人認為軟件都有自己的優缺點，可以各取各補的，要根據應用場合來定論的。
對于壓鑄模流分析和鑄造模流分析，大部分的人認為MAGMASOFT是老大，其實這是錯的，壓鑄模流分析軟件和鑄造模流分析軟件目前是比較多且雜，這里主要以magmasoft、flow3d和anycasting 為論。
對于壓鑄模流分析，使用FLOW3D是比較真實，可以用MAGMASOFT軟件來配合一些調機參數就可以的。
對于鑄造模流分析，使用MAGMASOFT是比較好的，可以用FLOW3D和ANYCASTING軟件來配合分析。
FLOW3D在自由流體跟蹤上是專家，準確性是不可否認的，操作性也好。MAGMASOFT在細節參數上是比較全面的，可以用到一些數據的分析，操作性上感覺不是很好。anycasting軟件近似于流水型（修改原“傻瓜型”三個字，層次不同技術不同而看待就不同的）的操作軟件，操作性好，容易上手，但也只能用于分析鑄造上的，對于壓鑄方面是不可行的。
以上是個人的小小總結，這個在早期以前就寫過一篇類似的，不過側點不同。
對于magmasoft、flow3d和anycasting的模流分析技術，同時對于模具設計技術，可以隨時關注本人的博客和其它網站。因時間有限，更新速度稍微比較慢。
作太多的爭議又有何意，倒不如好好去研究與學習東西。經驗之談本身就是空話一堆，就是看自己怎么樣去吸收的。不要花無謂的時間來做爭議。
展開 壓鑄模流分析實例
ppt下載地址，包括充型、凝固分析。
http://d.namipan.com/d/33ae9c6e7ae224f8d77588b69a7a3cfb15c2407545917301
壓鑄中的壓室模流
Preprocessor Starting
processing options and properties
processing mesh
processing geometry components
processing non-moving component 1 in mesh block 1
processing non-moving component 1 in mesh block 2
total and active cell counts: 27102 5080
generating moving object data
processing moving component 2 in mesh block 1
processing moving component 2 in mesh block 2
processing initial conditions
processing initial fluid volume
1
Abnormal exit from preprocessor.
展開 壓鑄模熱變形分析
壓鑄模熱變形分析
壓鑄以及金屬型重力鑄造，在生產中，受到了周期性的溫度載荷。模具變形主要是脹型力與熱載荷的共同作用，分析模具的熱變形，就需要將兩者結合起來進行分析，以發現模具在使用過程中的變形趨勢。
多年來，由于模流軟件，主要關注金屬液的充型與凝固過程，而對于模具，分析的最多只是循環過程中獲得的穩態溫度場。Cast-Designer v7.5 去年推出全新模塊CDPE，全稱（Cast-Designer Performance）。該模塊采用了固體力學的三維非線性有限元求解器。經過一年的應用，CDPE的分析對象從鑄件，延伸到了模具和后加工過程的力學分析。
模具結構與熱成像結果
利用結構力學分析軟件，分析模具熱變形，顯示模具張開量達到0.3mm
缺陷：
模具熱變形，產生的缺陷很多。1）飛邊，2）模具錯位影響壓鑄件精度，3）后加工量增加，4）還有可能出現導柱與導套、側抽芯與滑塊、推出機構運動零件“卡滯”現象，4）模具熱變形還會使模具在熱態出現“噴料”，無法保證壓鑄件的內部質量。
工程應用：
今天，C3P Cast-Designer CDPE，不僅只有充型凝固，還能結合完整的周期，分析模具熱變形。而且全面支持六面體元素，網格劃分非常簡單，一鍵生成。
以下金屬型重力鑄造案例：
可見在俯視方向，中部變形量約為3mm
側視方向，變形量約為1.5mm
四缸發動機壓鑄件，模具熱變形分析：
整體模具結構
左側為模具熱變形量
右側為等效應力結果
對于CDPE，有很多的意想不到的延伸應用。不知道是否算“前沿應用”，僅供有需求的朋友們參考。
展開 壓鑄模生產裂紋分析與改善
壓鑄模生產裂紋分析與改善
Cast-Designer v7.5 去年推出全新模塊CDPE，全稱（Cast-Designer Performance）。該模塊采用了固體力學的三維非線性有限元求解器，目的是結合鑄件的缺陷（縮孔、氣孔、殘余應力）通過載荷邊界條件（裝配、受力、熱）等，分析鑄件在扭矩試驗、壓力測試等情況下的機械性能。
經過一年的應用，CDPE的分析對象從鑄件，延伸到了模具和后加工過程的力學分析。接下來幾篇短文，均來自于全球頂級汽車配件供應商（全球前十），其中包括自動變速箱、發動機關鍵零部件等領導者。
缺陷：壓鑄模生產裂紋
模具生產中，局部產生裂紋
*** Detailof Mould ***
Project Area : 537.43 cm2
Casting Pressure : 600 kgf/cm2
Total force of Lower Slide Core is =322.5kgf
在壓鑄生產中，模具損壞最常見的形式是裂紋、開裂。應力是導致模具損壞的主要原因。熱、機械、化學、操作沖擊都是產生應力之源，包括有機械應力和熱應力。而且裂紋的發展很快，沿著某個方向延伸。
毛坯質量、表面處理、模具溫度、充型的高壓沖擊、熱應力、開模的機械應力、生產過程這些因數都是造成裂紋的因數。（分析起來非常復雜，具體可以百度一下進行科普）
CDPE 分析：
今天，我們重點關注是合理的模具結構設計，如何通過模具結構的改變，在不改變其生產條件下，減少重點位置的應力集中。
以下是具體的約束條件和加載邊界條件，黃色面為固定面，藍色面為接觸面。在下滑塊中施加 322,458 kgf 的力，同時考慮 1,650,000 kgf 的鎖模力。
展開 Moldex3D模流分析之使用模流幫助冠譽降低修模次數
設計5 設計6
以液晶顯示器面板探討壓力不平衡問題
澆口的位置影響壓力在模穴內部的傳遞，如設計7 ( 圖7 ) 于標示的區域上較設計8 ( 圖8 ) 較多壓力損失，因為設計7在此區域的流動路徑較長。設計8將原來澆口位置移至如圖所示的位置后，不但壓力的分布較為平均8%。
Moldex3D模流分析之金屬成型解決方案
壓鑄生產效率高，能壓鑄形狀復雜、尺寸精確、輪廓清晰、表面質量及強度、硬度都較高的壓鑄件，故應用較廣，發展較快。目前，鋁合金壓鑄件產量較多，其次為鋅合金壓鑄件。
壓鑄工藝主要用于汽車、拖拉機、電氣儀表、電信器材、航天航空、醫療器械及輕工日用五金行業。生產的主要零件有發動機汽缸體、汽缸蓋、變速箱體、發動機罩、儀表及照相機的殼體及支架，管接頭齒輪等。
鑄造工藝過程復雜，影響鑄件質量的因素很多，往往由于流道設計、工藝方案不合理，生產操作不當、材料問題等原因，會使鑄件產生各種鑄造缺陷，如：氣孔、縮孔、砂眼、氣泡、冷隔、澆不足、裂紋等問題。大多數的企業往往通過經驗設計流道和模具結構，再通過反復試模和修模解決問題。這樣帶來的結果：設計周期長、廢品率高、人工和生產成本高、交貨周期長。采用CAE壓鑄模流分析，可以提前預測缺陷問題，并可以得到最優的澆鑄系統和冷卻系統設計方案。
Cast-Designer壓鑄產品解決方案
Cast-Designer是目前唯一完整覆蓋壓鑄全設計鏈的商業軟件。提供從鑄件產品分析、工藝系統設計、前端分析計算、生產周期優化以及基于遺傳算法的智能優化的全工藝鏈的綜合解決方案。
30分鐘設計一個流道；1小時驗證一個方案、1個工作日分析4-5個方案
將專家系統與CAE技術有效結合在一起，專為鑄造企業量身打造的產品和模具設計解決方案
Cast-Designer包括五大模塊：
1)基于鑄件的DFM評估（產品可鑄性分析）；
2)設計專家系統；包括流道、溢流槽、冷卻水道、排氣系統
3)前端分析系統；包括充型、凝固、應力變形；目前唯一具有雙核芯求解器，流動分析同時具備FEM有限元以及CFD 計算流體力學求解器；多物理場耦合，完整分析鑄件在凝固冷卻過程對模具產生的應力以及模具壽命。
展開 Moldex3D模流分析之Tokyo Seiki公司使用模流大幅減少試模次數
對癥下藥，增加產品強度：流動平衡與結合線問題改良
流動平衡目的是避免成品後所發生變形的主要改善方案，尤其針對精密性產品，在分析過程中常以流動平衡指數來作為比較數據。以 DVD 光碟機的內部機構件為例，除了平整度的要求外，由於原始設計的流道重於成品體積(20g：16g)，而客戶要求 Tokyo Seiki 減輕流道重量，經過五次的變更設計分析，流動指數的比較為 88%：99%，流道與成品體積比較為 10g：16g。( 圖1~圖4 )
平均來說，我每週必須投入 2-3 天時間進行分析，以確保經驗不足的設計方案可以順利生產；因此我讓電腦晚上執行分析，白天再來驗證結果。Moldex3D Solid 的分析時間與模具試模的次數與成本相較來看，每批模具我們至少減少了一半的試模次數，這項工作是值得的
一般來說分析的過程中若有外觀或者強度問題，結合線的結合位置與長度往往被提出討論。以摩托車的喇叭按鍵孔為例，此塑件在組裝後續需承受多次的受力，故塑件成型過程中需避免結合線發生在受力區域。結合線是減弱成品強度的其中因素之一，所以由分析的結果可知原始設計的結合線位置剛好落在成品受力面，產品有強度不足的疑慮，移動澆口位置可以有效改善此問題。( 如圖5~圖8 )
Tokyo Seiki 繼續投資 Moldex3D
自從搭配模流分析軟體 Moldex3D 輔助模具設計後，試模的次數皆可以控制在三次以內，以有效為客戶解決問題。Mr. VC Chong 說：「平均來說，我每週必須投入 2-3 天時間進行分析，以確保經驗不足的設計方案可以順利生產；因此我讓電腦晚上執行分析，白天再來驗證結果。Moldex3D Solid的分析時間與模具試模的次數與成本相較來看，每批模具我們至少減少了一半的試模次數，這項工作是值得的。」
展開 Moldex3D模流分析之金屬成型解決方案
壓鑄生產效率高，能壓鑄形狀復雜、尺寸精確、輪廓清晰、表面質量及強度、硬度都較高的壓鑄件，故應用較廣，發展較快。目前，鋁合金壓鑄件產量較多，其次為鋅合金壓鑄件。
壓鑄工藝主要用于汽車、拖拉機、電氣儀表、電信器材、航天航空、醫療器械及輕工日用五金行業。生產的主要零件有發動機汽缸體、汽缸蓋、變速箱體、發動機罩、儀表及照相機的殼體及支架，管接頭齒輪等。
鑄造工藝過程復雜，影響鑄件質量的因素很多，往往由于流道設計、工藝方案不合理，生產操作不當、材料問題等原因，會使鑄件產生各種鑄造缺陷，如：氣孔、縮孔、砂眼、氣泡、冷隔、澆不足、裂紋等問題。大多數的企業往往通過經驗設計流道和模具結構，再通過反復試模和修模解決問題。這樣帶來的結果：設計周期長、廢品率高、人工和生產成本高、交貨周期長。采用CAE壓鑄模流分析，可以提前預測缺陷問題，并可以得到最優的澆鑄系統和冷卻系統設計方案。
Cast-Designer壓鑄產品解決方案
Cast-Designer是目前唯一完整覆蓋壓鑄全設計鏈的商業軟件。提供從鑄件產品分析、工藝系統設計、前端分析計算、生產周期優化以及基于遺傳算法的智能優化的全工藝鏈的綜合解決方案。
展開 
極限施壓下，華為手機依然正常生產！“硬氣”表現的背后是誰在支撐？
工程師們常常利用CAE的模流分析解決這些問題。
手機壓鑄模流分析
通過仿真軟件完成注塑成型，得出一些數據結果，通過這些結果對模具的方案可行性進行評估，完善模具設計方案及產品設計方案。還可以解決因熱固性塑料的反應過程較熱塑性塑料復雜而導致的外殼模型成型困難的問題，最終調成出最佳的設計及成型參數。
芯片的熱仿真
芯片是這場美國與華為博弈中的重點。海思總裁何庭波公布“將華為保密柜里的備胎芯片全部轉正”的消息更是振奮人心。芯片制作過程中需要進行大量的仿真分析，其中芯片熱仿真分析是關鍵的頂尖技術之一。
在芯片封裝的研發過程中，工程師可以使用仿真軟件對芯片封裝內部的熱流場進行仿真計算。其中包括對芯片封裝的多物理場進行耦合模擬計算，以便調控熱流傳遞路徑，更好地降低芯片的溫度，提高其熱可靠性。
芯片內部的電流云圖、溫度云圖分布展示
芯片封裝內的銅箔布線和過孔，是芯片熱流最重要的傳熱路徑，因此在對芯片進行詳細的熱流計算時，務必導入其布線過孔信息，以提高熱仿真計算的精度。
封裝的布線分布及精確的導熱率云圖
以上列舉芯片的熱仿真常見的幾種分析技術。正如華為總裁任正非2018年接受記者采訪時講到：“我們把芯片疊起來，但最大的問題是要把兩個芯片中間的熱量散出來，這也是尖端技術，所以說，熱學將是電子工業中最尖端的科學，這方面我們的研究也是領先的，就是太抽象了。”
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展開 Moldex3D模流分析模型頁簽之匯入和分析
匯入和分析 (Import and Analysis)
?匯入幾何 (Import Geometry)
開始準備模型后，首先點擊匯入幾何 (Import Geometry) 來匯入幾何對象，而幾何對象也能在主頁簽及工具頁簽匯入或創建。點擊匯入幾何 (Import Geometry) 來從其他地方匯入幾何模型或點擊匯入幾何(自動修復) (Import Geometry (Auto Heal)) 來不僅匯入還進行幾何自動修復。
注：自動修復(Auto Heal) 功能可能會移除部分微小但重要的特征。
Moldex3D Studio 支持同時匯入多個幾何檔案且不同的如下格式：
?匯入網格 (Import Mesh)
選取一MFE (Solid模型) 或 MDE (eDesign模型) 檔案來匯入別處項目或前處理器所產生但已能直接進行分析的網格模型。
?置換幾何 (Swap Geometry)
當執行過模擬后要設計變更時，一般也會需要設變的模型在進行過分析與比對驗證。此時，最好是能夠讓設變后的模型與原設計分析時的網格架構其差異最小化，而置換幾何功能即可將原設計的撒點設置同步至新的類似模型上。
如須同步撒點，在已經完成至少原模型之撒點作為參考時，點擊匯入幾何下拉選單中的置換幾何。選擇設計變更后的模型檔案將其匯入，則原撒點信息會被映像到新的上面。而后可以接續在模型上局部的變更撒點設置，而因為設變而無法同步到撒點的特征線也會標示為淡藍色。點擊確認來完成新的撒點設置，而后則可以接續進行其他網格及分析工作。
?檢查幾何 (Check Geometry)
強烈建議在建構模型表面和實體網格前，使用幾何檢查功能，因為它對后續表面和實體網格的生成極為重要。
展開 Moldex3D模流分析模型之結構網格
結構網格
1. 創建表面網格 (Create Surface Mesh)
?撒點(Seeding)：與網格頁簽的功能相同，可以快速地調整撒點設定以優化表面網格的質量和性能。詳細功能介紹請參考 BLM網格(一般) 章節。
?映射至曲面(Map to Face):將現有的表面網格以映像方式復制到有類似拓樸的面上。
-單擊圖標以啟動功能，并選擇要映像的表面網格和目標面。
-選擇與面部所有角對應的網格節點（必須是在邊上的節點）。
-單擊 確定(OK) ，表面網格將映像到目標面上（拓撲應該要足夠接近來確保效果）
-為了優化效果，使用者可以檢查附加點(Additional Points)，并在表面網格和目標面之間選擇更多點。
?O-grid 面(O-grid Face)：創建具有特征線的圓形面和表面網格。可應用于圓形截面水路/加熱棒的結構網格。
-選取 3 個點來定義一圓形面的中心、半徑和平面。
-在參數面板下，指定以 表面網格(Surface Mesh) 來創建網格，或勾選 平面(Face Only) 來創建由特征線劃分的圓形面。
-請選取 樣板(Template) 以控制網格分辨率。如果選擇 使用者自定義(Custom)，請指定 內部/外部層數 和 漸變設定 。
-單擊 確定(OK) 以確認設定并創建O-grid 面。
?修復表面網格工具(Fix Surface Mesh Tools)：在修復網格中提供的以下工具，同樣地在結構網格中也提供了以下的工具。除了改進表面網格質量外，還可以幫助使用者定義表面網格布局以滿足不同混合網格的需求。詳細功能介紹請參考 BLM網格(修復) 章節。
2. 編輯表面網格 (Edit Surface Mesh)
修復表面網格工具(Fix
展開 Moldflow汽車模流分析工程師
喜歡的朋友，有什么問題隨時可以一起學習交流經驗！
