工艺设计相关的案例分享

ProTech是一家为泰国和东南亚的珠宝行业提供创新的铸造机械的公司。 在与M5 Engineering的联合项目中，他们证明了MAGMASOFT®通过优化熔模铸造工艺，为珠宝行业提供了全面的解决方案。

项目目标是由银合金AgCu7制成的戒指。在了解了珠宝制造商现有的铸造问题之后，合作伙伴们提出了一个含有两个步骤的工艺。 步骤1：优化单个戒指的浇注系统；步骤2：检查整个戒指树形浇注系统的铸造设计。

对浇注系统设计方案进行优化的目的是探索哪种浇注系统可确保最佳的充型，最大程度降低凝固过程中的缩孔，而且达到最高的得料率。 为此，使用了MAGMASOFT®自主设计对四种不同的浇注设计方案进行了分析，并根据既定目标进行了评估。

使用MAGMASOFT®(图2)的相关矩阵图对4个设计方案进行了评估，显示设计方案2最好，它能达到平稳的填充效果（充型时较少发生紊流和飞溅），同时对比其它方案该设计方案的得料率也是最高的。即使它的缩孔结果并非是4个设计中最佳的，但可以被客户接受，所以，该质量标准的权重低于其他目标。于是，设计方案2被选中进行进一步优化。

在这一基础上，对两个浇道直径不同的树形系统进行了分析，图3。重要的是要保持树状中直浇道到浇口、到铸件的横截面的最佳比值，以减少缩孔。 设计不佳的树状系统还可能增加铸造缺陷的风险，例如气体夹杂，氧化物或浇不足。

所以，对两个设计的铸造工艺进行了分析，同时也考虑到了尽量减少浇不足的缺陷。如果在充型过程中，由于浇注温度或壳体预热不足而导致过早凝固，致使型腔未完全充满，则会造成冷隔或浇不足等缺陷。

基于所有判据，对两种设计进行评估。显然，设计B是更好的选择（图4）：

• 相比设计A，设计B的定向凝固更好，缩松风险较低（图5）
• 设计B的凝固时间（4分钟内）比设计A的凝固时间（大于5分钟）短，所以生产率更高。
• 此外，相关矩阵显示设计B在填充期间产生的紊流少，缩孔少，产出高，且浇不足的趋势没有增加。
• 使用设计B，产出率将从16%（设计A）增加到26%。

为验证预测结果，对两个设计都进行了铸造，结果肯定了之前的虚拟决策过程。

通过使用MAGMASOFT®，ProTech可以帮助珠宝制造商设计稳健的铸造方案。 这意味着顾客可以拥有伴随一生的高耐久戒指，而戒指也应该是恒久远的！