最新金属铸造专家系统

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金属成型方法早期均应用试误法进行实务上的验证，除时间外其停线损失日积月累下来不断侵蚀公司的获利,尤其以经验传承无法数据化更形成企业的断差与瓶颈，近年来应用计算机辅助工程技术来节省相关费用，已成为业界有效的解决方案，而美国于近年内易发展出从设计检查开始(Design Check)来确保制造可行性,进而确认铸造中的设计问题并发展各类铸造中的浇流道(Gate)、溢流槽(Over Flow)、排气系统、冷却等专家系统。其应用最新网格技术以快速化的有限元素(FEM)仿真方式进行验证，并将以往难以制作的各种设定(Boundary Conditation)简易化，以新的CPI( Cast Process Index)模拟铸造制程中的流动、凝固、应力等全耦合分析，藉以预测并比较实务上的问题点。

■压力铸造概念: (铝,锡,锌,镁,铅,铜,合金)
即将溶融合金在高压,高速条件下充型并在高压下冷却凝固成型的一种精密铸造方法, 简称压铸,其最终产品是压铸件.

■压铸设备
一、热压室压铸机工作的基本原理 热压室压铸机的压室通常浸没在坩埚的金属液中，如图所示。压铸过程中，金属液在压射冲头上升时通过进口进入压室；压射冲头下压时，金属液沿着通道经喷嘴充填压铸模型腔，待金属液冷却凝固成型后，压射冲头上升，此时开模取出铸件，完成一个压铸循环。

Source:全锌网 https://www.hejin360.com

二. 冷压室压铸机工作的基本原理 冷压室压铸机的压室与保温坩埚是分开的，压铸时由人工用料勺从保温坩埚内舀取金属液浇入压室后再进行压铸。根据压铸模与压室的相对位置不同，冷压室压铸机又可分为立式、卧式、全立式三种。

■压力铸造特性:
1. 高速充填:通常浇口速度达30~60m/s之间.
2. 充填时间很短:中小型件通常为0.02~0.2s之间.
3. 高压充填:热室机压力通常为70~350kg/c㎡

■压铸制程熔汤的流动方式
（一）喷射及喷射流
 压力--> 运动能(碰壁)---> 热能和压力


（二）压力流 因冲撞,磨擦和气体阻力等(抽象),运动能量耗尽(常发生在加强筋,凸台,远离浇口之部位),具有接受后继金属液中供给的压力能,从而使金属液沿着型腔内壁前进的特性.利用这特性,可便以型腔排气.在压力流充填的部位,汇集着由喷射和喷射流所充填部分的气体﹐必须开设排气槽.
（三）再喷射
（四）补缩金属流（保压时间）

■铸造模具制作流程


■压铸产业设计改善的需求
第一阶段的需求:
• 缩短新进设计人员CAD的上线时间
• 更容易设变修改的自动化CAD系统
• 需要更强的外来图档的接收及修改能力
第二阶段的需求:压铸模具虚拟试模应用
如何解决压铸模具早期失效之问题:

• 要保持产品的竞争力，压铸模具的寿命是重要关键，如模具发辉最好寿命是十万，但因其他参数影响，引至实际寿命是原本的 1/10，即一万，造成压铸零部件成本大大增加。
• 影响压铸模具的寿命原因，如热龟裂，开裂，溶损，从而提出改善之策略如钢材要求（LKM2344 SUPER），热处理，表面处理，模具加工，模具设计及压铸生产。

■原理与应用说明
铸造前端可行性评估分析解决方案_ Cast Designer
 STEP 1,验证原始设计方案
 快速准确地预测缺陷的位置，分析产生缺陷的分析。

  
（蓝色部分为空腔，注意独立蓝色部分，现场可能表现为气孔）
缺陷：冷料痕、砂孔。
主要原因：充型顺序问题。中间流道压射过快，铸件两端金属液包卷趋势严重，溢流槽出口封闭。铸件末端产生巨大的包卷区域。

修改建议：流道的加速比有待优化，流道横截面积控制得不好。利用Cast-Designer的设计专家系统，重新设计流道，控制横截面积。减缓中间流道熔汤的压射速度，平缓铸件两边金属液的包卷趋势。
■STEP2,利用Cast-Designer的设计向导，重新设计浇注系统
• 1、改变充型模式
• 2、优化入水面积、厚度
• 3、控制流道横截面积

目的：减缓中间流道熔汤的压射速度，平缓铸件两边金属液的包卷趋势
a. 压铸模工艺设计专家系统 _ 流道设计向导

  

b.流道系统设计分析：One Button Design

c.流道系统设计建议与测试



STEP3,验证新的设计方案 充型过程分析小结建议：
零件在充型过程金属液能平稳推进。由于铸件本身结构，凸台部分和末端仍有少量风险，注意排气即可。

单位介绍

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