模擬軟件應用于DGS壓鑄件新品開發案例

發表于2017/5/3 18:05:42 DGS 鋁鎂合金

創立于1997年的CHINA DIECASTING中國國際壓鑄會議暨展覽會，是專注于壓鑄行業全產業鏈集中展示、交流合作的全球化高端平臺。在CHINA DIECASTING 二十周年（1997-2017）來臨之際，我們將為您帶來產品系列文章，盡請關注。本期推薦：模擬軟件

*往期回顧

壓鑄機、壓鑄自動化、模溫設備、真空設備、工業爐、坩堝、壓鑄模具、模具鋼、脫模劑

*近期預告

檢測、表面處理、環保設備、機械加工、壓鑄件、壓鑄機及模具配件、熱處理等。

DGS是一家專業鋁鎂合金壓鑄件生產商，之前接到了一個客戶的項目需求，要將一個由擠壓型材焊接而成的大型太陽能面板框架零件轉變成一件高壓壓鑄件，面臨了很大的挑戰。

該太陽能面板框架的尺寸為2 050 cm×1 230 cm×55 cm，在使用中要經受相當大的溫度變化，因此常常造成沿著焊縫出現裂紋。裂紋造成濕氣滲透入面板框架內部，損壞太陽能面板。在研究高壓壓鑄件是否能提高零件的現場使用功能時，客戶希望能提高壽命和性能。這個零件必須滿足幾項要求，包括：20年的抗腐蝕性；高的尺寸精度和尺寸穩定性；盡可能輕的重量和嚴格控制生產成本等。這個框架鑄件重量僅僅6.3 kg，壁厚僅僅5 mm（圖1），需要做大量的功能分析和優化工作。當剛剛接到這個項目時，DGS的項目團隊要回答許多問題。

圖1 高壓壓鑄件框架

“這個鑄件充型時金屬液需要流動幾米長的距離，能完全充滿嗎？”項目經理AxelSchmidt問道。“完全充滿需要多少時間？如果金屬液流動前端流動了2～3 m后相遇，會發生什么情況？流動長度的變化會有多大？大量的內澆口施加在框架上的拉力有多大？我們必須在開始工作的早期就以一種成本效益好的方式回答這些問題。”

DGS選擇A360鋁合金作為框架鑄件的材料，因為這種合金強度高，韌性好。項目工程師決定這個薄壁框架零件具有“Z”字形的橫截面。但是對于這種大型薄壁設計這種形狀的零件有很大困難。

最初，DGS項目團隊設計了一個有兩條主線的澆注系統。隨后工程師采用模擬軟件評估了這個設計的關鍵問題，如流動長度、充型溫度，以及通過虛擬實驗手段評估物質痕跡，并進行優化。最初的模擬結果顯示這個設計主要的問題是變形。框架面的變型量達到9 mm，遠遠超過了客戶的規定變形量。DGS的工程師決定完全重新設計澆注系統，并且檢查修改設計的效果。最終設計的澆注系統有20個內澆口，主要分布在4個角部區域，成功地防止了嚴重的變形（圖2）。