采取一种与众不同的方式

Surya TOTO工程部最近遇到了挑战:他们要铸造一种以前从未生产过的产品。尽管目前Surya TOTO采用低压压铸工艺,成功生产采用铜基合金的恒温器铸造部件,但是这种新型产品具有显著差异,与他们迄今为止生产的所有产品相比在很多方面具有独特性。

Thermostat

两大因素导致了这个项目是不同以往的。首先,新铸件必须采用高达5巴的加压水进行泄漏试验。其二,铸件设计具有极薄断面,充填距离很长。

第一个压铸模设计为根据经验和由类似工作方案的范例创建。令人吃惊的是,尽管看上去很有希望,但是交付的第一个铸件性能较差,导致较高的不合格率。当到达泄漏试验阶段时,零件未能通过质量检查。为了找到失败的原因和避免该问题,Surya TOTO的工程师们采用MAGMA5对铸造工艺进行了分析。车间试样和模拟的结果高度一致,得出的结论是大多数问题与压铸充型过程相关。选定的设计方式(底部采用最大内浇口和在侧面采用两个较小的内浇口)没有产生预期的效果。人们发现在充型过程中温度下降,这增加了冷隔的风险。此外,在铸件表面经常会看到存在有气孔,这可能是在冲模过程中发生的飞溅和紊流造成的。

改进前(上)和改进后(下)的工艺显示充型温度(左)和气压(右)

原设计的特点是采用了三个内浇口:一个主内浇口位于底面中心处,两个侧面内浇口从侧面将新金属液引入薄壁区域。对本模拟的充型温度结果的评估,显示该设想无法实现。在充填期间,大多数金属液主要通过中间内浇口流过并进而通过铸件的上部。侧面内浇口对压铸型腔充填没有起到太大作用。因此,薄壁区域内金属液温度下降太快,并进而大大增加了冷隔的风险。除了主要的底部中心充填外,本设计还存在另一问题:源自下层内浇口的金属液速度太高并在充填过程中产生了飞溅。

Surya TOTO 工程技术人员得出结论:要改进此情况必须要修改压铸模的设计。但是,由于压铸模修改需要的资源问题,故要求修改应尽可能较少和尽可能容易实现。作为减少模具车间工作量和铸造车间工作量的一部分,才开始修改前采用数字模拟制定和分析了现有设计的可能变动方案。基于对现有设计的早期结论,选择对下部内浇口以及充填压力曲线进行修改。但是,并非通过减小直径或宽度降低主内浇口处的流速,Surya TOTO工程师团队决定尝试和完全去掉该内浇口。该方案(如果成功的话)将不仅解决发现的问题,而且增加收得率,提高生产过程中的总体成本效益。为了测试和验证此新的设计,工程师们再次商讨了 MAGMA5的充填温度和空气压力结果。基于模拟的优化还包括改进此新设计的充填压力,以尽量减少金属液的飞溅和滞留空气。

新设计的结果令人鼓舞并预示有巨大的改善。该充填温度曲线对于薄壁区域具有相当多的优势,使得有冷隔危险的铸件断面内的金属液在足够长时间内保持在液相线温度以上,以消除缺陷的风险。而且,专门通过侧面内浇口充填也大大减少了飞溅和紊流。因此,大大降低了气孔的危险。根据这些结果,工程师小组决定该设计值得一试,并准备在铸造车间进行实际试验。

采用改进后设计得到的实际铸件

针对采用新模具和压力曲线设置生产的铸件的任何缺陷(尤其是以前发现的缺陷)进行了仔细检查。目检和金相检查以及泄漏试验均得到肯定的结果。为了记录工艺性能和确保铸件质量,根据五个不同的质量标准(从‘不满意’到‘很好’的范围)评估了新的模具设计。该独特的评级体系是Surya TOTO针对所有新模具 的一种标准程序。如果一个新模具有一个“好”的总体质量标准说明它被认为是适合生产的,这意味着模具通过80%的每日生产过程所需的条件。对于新设计的恒温器,从本质上增加了评级标准,现在达到了需求。


采用MAGMASOFT®前后的评级对比

由于对恒温器铸件的模具进行了成功的优化,MAGMA5在Surya TOTO被作为所有新模具开发的必备工具。在启用此方法前,最初,80%的新模具都被判定为平均水平以下,并且需要花很大代价进行修改,这些模具才能投入日常生产。在全面启用 MAGMA5 后,该比例从80%降低到仅为20%,这表明初次成功率的大幅度增加。这实现了很多额外的优势,包括使得Surya TOTO的工程师们可以腾出这些资源和能力应对其所面临的新挑战。

 

公司信息    Surya TOTO (印度尼西亚)是日本TOTO的第一家海外工厂,并早在1977年就开始经营。作为一家陶瓷卫生洁具和管道工程硬件制造商,TOTO自身创办于1917年,并成长为一家日本卫生洁具和管道相关产品的行业领导者。在二十一世纪,TOTO也是一家致力于改进我们的生活方式同时借助于生态友好产品保护我们环境的公司。除了获得很多其他荣誉外,Surya TOTO 最近被印尼福布斯评为50家最佳印尼公司之一。

 

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