优化铸造方案，提前发现铸造缺陷-将CFD（FLOW3D）分析集成到压铸工艺设计中

本文由Shiloh Industries的 Alex Reikher博士撰写

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优化铸造方案，提前发现铸造缺陷-将CFD（FLOW3D）分析集成到压铸工艺设计中

在今天的市场中，组织面临着来自老的，成熟的和新的快速增长的经济体的越来越大的压力。市场的全球化迫使企业寻找维持其竞争优势的渠道。互联网技术的快速发展和信息的自由交换是一些缩短企业持续竞争优势的因素。组织在行业中保持领先地位的方式之一就是减少将创新带入市场所需的时间。为压缩压铸工艺开发时间，FLOW-3D 建模  已成为Shiloh工业部门的一个组成部分。

七年多来，我们一直能够使用FLOW-3D  作为压铸工艺建模工具，向我们的团队证明预测结果的准确性和可靠性  。这些结果与实际的铸造缺陷，温度分布和流动模式有很好的相关性。

在Shiloh工业公司，新项目从闸门和流道系统的概念开发开始，近似慢镜头轮廓计算，射缸直径，最小通风面积和工艺压力要求。进行流量分析是为了开发最佳的流动模式并尽量减少夹带空气。在跑步者设计完成后，运行热分析以帮助做出关于吃水线位置的最佳决策。

FLOW-3D的一个吸引人的特点   是能够为开发过程的每个阶段进行单独的分析。它允许在选择正确的镜头轮廓，门设计和水线位置方面有一个较短的开发时间。完全耦合的流量和热分析只需要进行一次，以验证所有组件在一起良好地工作而没有不利的相互作用。通用移动物体（GMO）模型的引入允许在缓慢射击阶段设置射击套筒中的最佳柱塞速度。在这里描述的项目中，零件设计已经从当前的生产版本大幅改变。

零件几何形状如图1所示。它在填充和凝固过程中带来挑战，以确保所需的铸造质量。例如，在固化和随后的冷却过程中，高肋部分会产生高内应力，从而导致不希望的屈曲力。

在设计过程的最初阶段，建议21个跑步者配置进行评估。 FLOW-3D  用于评估所有变体。图2显示了一些考虑的浇道设计。

流道系统的初始评估标准是流量模式。在设计过程的第一阶段完成后，图3所示的两种概念上不同的转轮设计被接受进一步评估。

在评估的第二阶段进行凝固分析。分析了铸件和模具中的温度分布。图4显示了使用最终浇道系统设计的凝固结束时零件的温度分布。

结论

七年多来，我们一直能够使用FLOW-3D  作为压铸工艺建模工具，向我们的团队证明预测结果的准确性和可靠性  。这些结果与实际的铸造缺陷，温度分布和流动模式有很好的相关性。

我们 不仅将  FLOW-3D用作压铸工艺模拟工具，而且还将其用作通用CFD建模工具。如果在流程开发过程中需要向客户推荐设计更改，  FLOW-3D  允许我们快速可靠地评估这些变更，并向客户展示所提议的变更，以及这些变更对零件性能的影响。

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