应用FLOW-3D模拟IFM发泡金属 压铸成型

上海析模科技有限公司---FLOW-3D中国指定代理
作者： E. Attar , A.Trepper , H.Wiehler, C.Koerner
WTM, INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF METALS
UNIVERSITY OF ERLANGEN-NUERNBERG
Integral foam moulding (IFM) 制程是一种新的铸造制程，铸件成品类似塑料发泡成品，表层为平滑金属，中心则为发泡结构。塑料发泡制程在业界使用超过四十年，也证明了该制程可以简化结构设计，降低制造成本，以及增加结构强度。换句话说，金属发泡制程如果完善，该制程的优点（材料轻量化，降低材料成本）会有更广的应用效果。
目前应用于金属的 IFM 制程有两类，一种是 Low pressure integral Foam Moulding , 另一类为 High pressure integral Foam Mouldin 。本文将以 FLOW-3D 作为数值模拟的工具，进行相关的模拟及研究，希望能够找到影响该制程成形良窳之关键。
Low Pressure Integral Foam moulding
Fig1 制程说明


调整一：料管柱塞运动对于金属铸件的缩孔影响
A.• 原始设定（两段设定）
Fig 2, FLOW-3D 模拟金属流动状况


铸件截面缩孔



B. 修改设定（多段设定）
Fig3, FLOW-3D 模拟金属流动状况


铸件截面缩孔

推动速度的调整

A. 原始设定

C.修正设定
调整二：催化剂摆放位置对于缩孔的影响

A. 催化剂放置于 A 处

Fig4, FLOW-3D 模拟金属流动状况


B. 催化剂放置于 B 处

Fig5, FLOW-3D 模拟金属流动状况

相同的进料速度搭配不同的催化剂放置处，催化剂的分布状况会随之不同。


同一个催化剂放置位置，搭配不同的柱塞推动速度，其分布状况也会不同


发泡金属铸件截面状况

High Pressure Integral Foam moulding
Fig6. 制程说明

实验模具尺寸及规格

Fig7. FLOW-3D 模拟充型


不同的铸件厚度其催化剂的分布状况


接续的研究主题
1. 催化剂的尺寸与形状对于充型后催化剂的分布影响
2. 催化剂的数量对于发泡的影响