SOLIDCASTSOLIDCAST鑄造凝固仿真軟件及操作方法第1頁/共88頁什么是SOLIDCast??SOLIDCast?是由美國FiniteSolutions,Inc.所設(shè)計(jì)的一套鑄件凝固解析仿真軟件.我們這套軟件的前身就是AFS2000,也就是美國鑄造學(xué)會(huì)所建議美國鑄造工廠來提高成品率的一種跨時(shí)代的產(chǎn)品.第2頁/共88頁我們的使用者全球約450家客戶-tillJune2005來自42個(gè)國家-HalffromU.S,othersfromoversea中國有24家精密鑄造、砂模鑄造(GreenSand.FuranMold.CO2Mold)、重力鑄造、LPDC走在尖端的勝利者第3頁/共88頁什么是鑄造凝固模擬?鑄造模擬是一種利用數(shù)學(xué)的方法利用電(模擬)找出來當(dāng)廠內(nèi)在澆鑄生什么事.實(shí)際上任何東西都可以經(jīng)由模擬的方式來改進(jìn)工廠內(nèi)的事務(wù).鑄造模擬可以讓您調(diào)整制程時(shí)可以用比較短的時(shí)間來完成,而且不需要浪費(fèi)一些昂貴的材料在試產(chǎn)的過程上.第4頁/共88頁使用SOLIDCast的好處有哪些?縮短交期解決方案上的錯(cuò)誤將過去的鑄件重新最佳化訓(xùn)練新進(jìn)員工加強(qiáng)與客戶的關(guān)系藉由改善公司形象來吸引更多生意的機(jī)會(huì)上門(外銷)第5頁/共88頁所以我們是如何開始進(jìn)行模擬解析呢?選好您的合金及造模材料的特性建立鑄件及方案的計(jì)算機(jī)模型網(wǎng)格化/執(zhí)行模擬分析結(jié)果修改方案后,再執(zhí)行模擬第6頁/共88頁選好您的合金及造模材料的特性我們的第一部就是先選好鑄件及所有你會(huì)用到造模材料.SOLIDCast?提供了一組以ASTM主體的數(shù)據(jù)庫(約有230種一般常用的物料其中當(dāng)然包括可以使用冷鐵,保溫套…等材料在你的砂模上.或是一些冷卻(Coolingchannel)或是加熱系統(tǒng)在你的永久模具上第7頁/共88頁選擇及設(shè)定材料的的特性下面是一些控制您造模材料熱流特性的主要參數(shù):熱傳導(dǎo)率(ThermalConductivity)比熱(SpecificHeat)密度(Density)澆鑄溫度(InitialTemperature(s))第8頁/共88頁這個(gè)擷取畫面可以看到我們要選擇冷鐵時(shí)的情況.另外還有一些常用的模砂,絕熱及發(fā)熱材料隨時(shí)給您來使用.(可隨時(shí)修改特性).第9頁/共88頁選擇及設(shè)定材料的的特性還有一些是鑄件要注意的特性凝固溫度(SolidificationTemperature)冷卻范圍(FreezingRange)熔化潛熱(LatentHeatofFusion)凝固曲線(SolidificationCurve)體積變化曲線(或收縮曲線)VolumetricChange(Shrinkage)Curve第10頁/共88頁這些格子里面的所填的數(shù)據(jù)是用來提供給計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算從液態(tài)變成固態(tài)時(shí)所需要的參數(shù)第11頁/共88頁這兩條曲線是用來定義每一種金屬凝固及收縮的狀態(tài).這個(gè)部份除了內(nèi)建的曲線之外,也可以由使用者自定,另外,關(guān)於鑄鐵的曲線還可以利用不同的成份及造模方式來表示特性第12頁/共88頁選擇及設(shè)定材料的的特性熱傳導(dǎo)系數(shù)可以對下面對象控制熱流效果涂模劑(離型劑)MoldCoatings模具間的空隙AirGaps冷卻系統(tǒng)CoolingChannels傳導(dǎo)/輻射Convection/Radiation第13頁/共88頁第14頁/共88頁第15頁/共88頁建立鑄件及方案的模型再提醒一次,在你仿真前你必須把數(shù)據(jù)庫的金屬及造模材料設(shè)定好.然后開始建立型.這個(gè)部份是所有使用者最注意的一道流程,但是在下面的介紹你將會(huì)看到許多省時(shí)省力的做法來建立模型.第16頁/共88頁模型建立技巧直接從3DCAD系統(tǒng)來將模型轉(zhuǎn)進(jìn)SOLIDCast.利用2DCAD的檔案轉(zhuǎn)進(jìn)SOLIDCast后,再處理成3D檔案藍(lán)圖數(shù)位板傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖第17頁/共88頁3DSTL檔案的輸入絕大多數(shù)的檔案擁有STL檔STL檔案可以利用三角型來讓你的鑄件表面更平整所有的造模材料都可以利用這個(gè)方式來建立(casting,chills,cores)Binary檔案小于ASCII檔第18頁/共88頁這整個(gè)方案是由四個(gè)STL的檔案來組成的.一個(gè)是鑄件,兩種砂心,及一種保溫套.第19頁/共88頁2DDXF檔案輸入每一套CAD系統(tǒng)都有DXF格式利用擠壓,旋轉(zhuǎn),或交叉的方式來建立3D模型第20頁/共88頁第21頁/共88頁第22頁/共88頁執(zhí)行模擬最后一次提醒,請確定數(shù)據(jù)庫及鑄件方案已經(jīng)設(shè)定完畢,然后我們要先來執(zhí)行網(wǎng)格化(Mesh).也就是我們會(huì)把模型切成一個(gè)一個(gè)很小的方塊(我們稱為Node).每一個(gè)小方塊都具有不同的特性,因?yàn)槲覀兦懊鏀?shù)據(jù)庫所做的設(shè)定這個(gè)動(dòng)作你看起來會(huì)像運(yùn)用很多很多的樂高積木來堆成你的方案模型.一個(gè)網(wǎng)格的動(dòng)作應(yīng)該會(huì)使用到數(shù)百萬個(gè)小方塊,然后計(jì)算機(jī)就會(huì)依據(jù)熱傳導(dǎo)方程式來計(jì)算每個(gè)小方塊間的關(guān)系.第23頁/共88頁第24頁/共88頁第25頁/共88頁第26頁/共88頁第27頁/共88頁解釋結(jié)果在模擬結(jié)束之后,我們可以利用幾種不同的方式來判斷鑄件的好壞因?yàn)槊恳粋€(gè)鑄件會(huì)因?yàn)椴煌囊蛩禺a(chǎn)生不同結(jié)果,所以SOLIDCast?就提供很多種不同的數(shù)據(jù)供你參考.第28頁/共88頁我們可以提供哪些仿真資料?溫度的顯示-從澆鑄到凝固結(jié)束可以看整個(gè)凝固模擬的過程,也可以只看其中某一段時(shí)間時(shí)間LiquidusCriticalFractionSolid100%SolidLocalSolidification熱點(diǎn)(Isolations)BasedonCFSBasedon100%Solid第29頁/共88頁我們可以提供哪些仿真資料?溫度梯度TemperatureGradient冷卻速度CoolingRate材料密度MaterialDensity特殊功能CriteriaFunctionsNiyamaFCC(微細(xì)孔Micro-porosity)使用者自定功能第30頁/共88頁我們可以如何展示這些數(shù)據(jù)?CastPicPlot可以繪出任何角度的3D彩色圖形可以由任何角度進(jìn)行剖面Iso-SurfacePlotSurfaceatagivenvalueSurrounds‘worse’valuesGoodfortimeordensityplotsCut-PlanePlot2Dslicefromthe3DmodelGooddetail,plusindividualdataCastScanMoviesColorplotonatransparentcastingProgressiveorrotating第31頁/共88頁第32頁/共88頁第33頁/共88頁第34頁/共88頁動(dòng)畫–將我們看到的結(jié)果做成一段短片我們軟件中每一個(gè)繪出結(jié)果的方法都可以產(chǎn)生短片的格式,包括可以決定要多少的框頁,短片執(zhí)行的速度,及設(shè)定您所要的數(shù)據(jù)范圍我們所產(chǎn)生的短片檔都是Windows標(biāo)準(zhǔn)AVI格式,所以你可以輕易的保你做出來的結(jié)果寄給你的客戶,而你的客戶也可以很容易的撥放它.下面一頁我們可以看到一些短片的樣本.第35頁/共88頁第36頁/共88頁改變鑄件的幾何外型ChangeGeometry改變流程上的參數(shù)ChangeProcessParameters改變冒口系統(tǒng)ChangeRigging仿真是一個(gè)簡單的工作程序.但每一次模擬過后,通常你會(huì)找到一些東西你可以來改進(jìn)的.當(dāng)你開始要修改的時(shí)候,在你工廠內(nèi)的所具有的條件,在SOLIDCast?.都是可以模擬的,舉例來說:你可以…第37頁/共88頁世界上銷售最佳的鑄件仿真軟件更是世界上最高成本效益的的仿真套裝系統(tǒng)第38頁/共88頁優(yōu)先級的設(shè)定充填材料?3冒口材料?6保溫套?7鑄件?5殼模?8or9過濾片?4冷鐵?6第39頁/共88頁第40頁/共88頁P(yáng)S:此為進(jìn)入SOLIDCast後的工作畫面第41頁/共88頁按下關(guān)於SOLIDCast,可進(jìn)到軟體授權(quán)畫面第42頁/共88頁軟體安裝後的授權(quán)位置,請按下去可即時(shí)切換七種語系(包含中文).第43頁/共88頁系統(tǒng)碼的位置,共兩組回應(yīng)碼的輸入位置第44頁/共88頁請到”工具”中的”系統(tǒng)參數(shù)”設(shè)定第45頁/共88頁要匯入SOLIDCast的STL檔都存放在此(可自行調(diào)整)方案仿真后所存放的目錄(可自行調(diào)整)第46頁/共88頁請選擇制式第47頁/共88頁請選擇產(chǎn)生新模型第48頁/共88頁進(jìn)入使用介面第49頁/共88頁選擇加入物件第50頁/共88頁選擇STL檔請選擇單位最后按加入物件第51頁/共88頁請將貴公司的鑄件，冒口，流道模型輸入SOLIDCast系統(tǒng)第52頁/共88頁利用”編輯”中的加入對象來加入充填材料(Fillmaterial),加入的目的為讓系統(tǒng)了解從何處開始注入鐵水?第53頁/共88頁選擇加入”石體圓柱Z”,PS:此實(shí)體圓柱的半徑R,建議與豎澆道的口徑同第54頁/共88頁將你所需要的充填材料尺寸填入請記住此處要選擇優(yōu)先級”3”,及充填材料第55頁/共88頁當(dāng)你要放下你的充填材料時(shí),可以直接用鼠標(biāo)點(diǎn)取豎澆道頂端中心點(diǎn),就會(huì)得到紅圈中的三軸坐標(biāo)第56頁/共88頁請按下拉式菜單中的材料表第57頁/共88頁所有內(nèi)建的合金數(shù)據(jù)都在里面第58頁/共88頁澆鑄溫度澆鑄時(shí)間第59頁/共88頁需要放到砂模中的所有東西,都要選到右邊窗口.這是鑄造廠的常溫第60頁/共88頁這兩條線白色的是冷卻曲線,深色的收縮曲限(體積變化曲線)若澆鑄合今是鑄鐵,可以按下鑄鐵選項(xiàng)輸入C%及Si%第61頁/共88頁一般預(yù)設(shè)在9~12間,可將之設(shè)定在12第62頁/共88頁接下來,我們要對整個(gè)模型來進(jìn)行網(wǎng)格動(dòng)作(Mesh)第63頁/共88頁第64頁/共88頁可依此來了解澆鑄重量及得料率第65頁/共88頁第66頁/共88頁請選單一周期,永久模選項(xiàng)用于壓鑄仿真通常不需修改第67頁/共88頁在左邊所描述的”模擬狀態(tài)”,就是本次模擬所計(jì)算出關(guān)于溫度及時(shí)間的結(jié)果第68頁/共88頁按下仿真中”繪出IsoSurface功能-?即可看到類似X-Ray的效果第69頁/共88頁可先利用”材質(zhì)密度”的功能,來找出縮孔的位置.(一般假如方案設(shè)計(jì)有錯(cuò)即可看到明顯縮孔位置),下圖綠色處就是收縮的位置第70頁/共88頁要找微縮孔時(shí),請按下這個(gè)功能第71頁/共88頁在從Custom-High這個(gè)功能來確定微縮孔的位置,如下圖紅色圈圈部份為預(yù)測微縮孔位置第72頁/共88頁如何回收您寶貴的金錢?鋼的精密鑄造-食品業(yè)機(jī)械設(shè)備鋁的永久模鑄造-汽車零件鋼的砂模鑄造-升降機(jī)零件鑄鐵的砂模鑄造-壓縮機(jī)本體第73頁/共88頁精密鑄造－不銹鋼使用軟件前快速成形3組模具兩組損壞在傳統(tǒng)的方案上面使用軟件后花了一周半的時(shí)間跑了13次的仿真作業(yè)每年增加了USD$500,000的新業(yè)務(wù)整年度共省下了約26~39周的交期第74頁/共88頁第75頁/共88頁第76頁/共88頁永久模鑄造－鋁合金使用軟件前該鑄件為產(chǎn)量很高的煞車組件約有7%在后加工時(shí)，因發(fā)現(xiàn)縮孔而遭退件使用軟件后現(xiàn)在平均小于0.4%的退件率每年約可省下USD$700,000的廢品成本第77頁/共88頁第78頁/共8