MAGMASOFT® 5.4 – 自主设计

通过将MAGMA APPROACH和自主优化融入到软件中,用户能全面利用虚拟试验来确保合理的决策,并对根本原因进行分析。通过在软件中指定定量目标和关键生产变量,可以很容易地在开发全流程过程中实现铸件设计、模具方案和稳健工艺设计的同步优化。

为此,在新版本中已进行全面改进和提高,使用户在采用该模拟软件进行自主优化变得更高效。

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高压铸造的新求解器

新版本软件中的主要进步是它在高压铸件的零件设计、模具开发和工艺过程提供极大的支持。借助创新的TAG-网格划分(真正的自适应几何),MAGMASOFT® 5.4可以对几何体灵活地划分局部网格。新的算法考虑了高压铸造充型过程中金属液体的自由表面、金属粘度和对卷气的预测,以便获得更准确的结果。新的求解器可以同步计算不同的流体模型(如在铸件充型过程中通过冷却管的流体),并同时支持灵活边界条件(冲头运动,挤压)。

借助这些特性,MAGMASOFT® 5.4能够研究进料过程,料管的几何特征(图1)。能够优化进料参数,稳料时间,冲头速度,以及速度切换点。

考虑可用的机器性能(PQ2 图)、压铸模中的排气条件和完整的热平衡(这对铸件质量至关重要),在工艺和模具设计的最初阶段就可以进行评估。

图1:进料过程以及压室中料管的几何特征

图1:进料过程以及压室中料管的几何特征

喷涂过程的模拟

根据指定目标所需要的详细度,MAGMASOFT® 5.4可从压铸模具和工艺开发两方面提供喷涂工艺的优化:在早期产品优化时采用从型腔均匀放热的经典方式,采用用户定义静态或活动喷涂区的扩展方式,或考虑实际的具备单个回路、喷嘴位置和头部编程移动的喷头。

这样能更精确评估喷涂对模具中热平衡、铸件和模具零部件变形或局部模具寿命的影响(图2)。

图2:喷涂过程的真实描述

图2:喷涂过程的真实描述

通过考虑冷却介质以及其进口/出口条件、温度和流动速度,可以优化在冷却管路内的流动、模具轮廓的局部冷却或随形冷却从而增加热效应(图3)。

图3:针对冷却管路内的介质流动和热传导预测

图3:针对冷却管路内的介质流动和热传导预测

MAGMASOFT® 5.4还提供一种适应于所有铸造工艺的铸件和模具之间热平衡的直观可视化功能,以便定量评估铸造全过程、各工艺阶段的能量交换,或针对特定的时间阶段进行评估(图4)。

图4:定量地分析铸件和铸型热平衡数据

图4:定量地分析铸件和铸型热平衡数据

由于融入压铸过程中的所有重要工艺步骤,虚拟的工艺链得到真实的表现:从铸件开模、淬火和冷却,直到浇口和渣包的清理,到因铸件机加工导致的残余应力重新分布。

通过计算铸件和模具之间的接触压力,为模具设计提供支持,包括必要顶出力的预测(图5)。

图5:铸件中顶出力和接触压力的预测

图5:铸件中顶出力和接触压力的预测

同时无缝融入热处理模拟。因此,可在开发过程中通过优化生产参数,或在型腔设计时考虑补偿尺寸的变化,或通过设计热处理支架探究铸件变形的最小化方案(图6)。

图6:支持铸件变形优化的全工艺链

图6:支持铸件变形优化的全工艺链

类似于局部致密层厚度的新质量判据有助于提高压铸件设计的可靠性。

高压铸造之外的铸造优化

除了高压铸造综合功能,MAGMASOFT® 5.4还提供用于铸造优化和工艺验证的许多其他新的功能。

粘结剂分解和砂芯发气的预测

砂芯和造型材料中采用的粘结剂分解时在铸造过程中会产生气体。

由于粘结剂自身的分解以及砂芯的结构、芯头的布置,这些气体可能导致铸件缺陷。对于复杂的成套砂芯,一般不容易了解和控制发气量、砂芯的透气性或排气的大小及位置对缺陷形成可能产生的影响。

MAGMASOFT® 5.4通过虚拟再现这一过程,进而能系统地预测气体相关缺陷的风险。通过系统分析气体形成、及其迁移和排气条件,通过自主优化预防由于粘结剂分解导致的铸造缺陷(图7)。

图7:MAGMASOFT®计算粘结剂分解时产生的气体(左)并预测由于气体导致铸件缺陷的风险(右)

图7:MAGMASOFT®计算粘结剂分解时产生的气体(左)并预测由于气体导致铸件缺陷的风险(右)

冒口下方的偏析和缩孔

MAGMAsteel铸钢模块能够预测热对流在铸件内形成偏析的影响。铸钢件凝固期间的对流能大大改变温度场,进而改变铸件内的补缩性能,大断面的铸钢件尤为如此。MAGMASOFT® 5.4可以综合计算对流和补缩。这可以更好地预测偏析和补缩性能,对于采用狭窄冒口颈的冒口尤为明显(图8)。

图8:对流和补缩流动(左)的综合计算及其对铸钢件偏析(右)的影响

图8:对流和补缩流动(左)的综合计算及其对铸钢件偏析(右)的影响

铝合金显微结构预测

MAGMAnonferrous模块预测铝合金显微结构的功能已经被大大扩展。新的性能预测一定范围内的Si, Cu, Mg, Zn以及大量其他元素对局部凝固性能的影响及其形成的微观组织。在显示冷却曲线时,固相线和液相线温度的可视化也能帮助用户更好地分析结果。

便捷的软件操作

新版本全方面简化了MAGMASOFT®的使用:在几何界面中,现在可以一次选择和修改多个几何体。这对于优化几何参数变量尤为明显。可以通过拉伸曲线创建一些复杂的面(如分割)。新的“切割刀具”功能是一种使得工程师能切割CAD或STL几何体的强大工具。这对于将铸件与浇口和浇冒系统分开和在导入几何体时分割模具数据尤为有用。几何体数据库已经被大大扩展,现在可提供多样化的几何数据库,以便优化浇口和冒口或模具设计(图9)。

图9:参数化几何体数据库的重要增加和扩展

图9:参数化几何体数据库的重要增加和扩展

在结果界面中,曲线结果的可视化和处理得到很大改进,使得工程师能很容易根据需要快速地显示不同曲线。可在工艺过程模式中一直显示这些曲线。软件能很方便地比较不同项目和项目版本,也包括测量的数据。现在可借助于3-D“气泡”观察充型期间虚拟粒子追踪或夹杂物的移动(图10)。

图10:针对指定工艺过程的直观可视化曲线

图10:针对指定工艺过程的直观可视化曲线

软件通过3D的“气泡”显示充型过程中虚拟颗粒的或者夹杂的运动轨迹(图11)

图11: 通过粒子追踪将复杂的紊流过程可视化。

图11: 通过粒子追踪将复杂的紊流过程可视化。

并行计算的优化

采用MAGMASOFT® 5.4,根据可用CPU内核数量,可以并行计算虚拟实验设计或者优化的方案。例如,采用16核许可,现在可一次性并行完成最多8个虚拟试验,可大大加快计算时间。

通过扩展MAGMAlink模块,由MAGMASOFT® 得到的任何几何体和所有结果现在可被用于利用Simufact形成模拟(更多信息)。

新版本已经与MAGMA网站相融合。在MAGMASOFT®中保存你的登录凭据,可在软件内直接登陆MAGMA网站www.magmasoft.cn的客户支持板块。在线帮助系统可允许用户从网站完整打开视频和教程。也可以通过网站直接上传支持请求到MAGMA技术支持。

我们很快还将推出中文和葡萄牙语的MAGMASOFT® 5.4用户界面。

通过系统地应用自主优化,MAGMASOFT® 5.4支持快速的产品和工艺开发、优化过程和模具设计以及工艺布局来最大限度的提高产品质量。

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