SOLIDCASTSOLIDCAST铸造凝固仿真软件及操作方法

SOLIDCASTSOLIDCAST铸造凝固仿真软件及操作方法第1页/共88页什么是SOLIDCast??SOLIDCast?是由美国FiniteSolutions,Inc.所设计的一套铸件凝固解析仿真软件.我们这套软件的前身就是AFS2000,也就是美国铸造学会所建议美国铸造工厂来提高成品率的一种跨时代的产品.第2页/共88页我们的使用者全球约450家客户-tillJune2005来自42个国家-HalffromU.S,othersfromoversea中国有24家精密铸造、砂模铸造(GreenSand.FuranMold.CO2Mold)、重力铸造、LPDC走在尖端的胜利者第3页/共88页什么是铸造凝固模拟?铸造模拟是一种利用数学的方法利用电(模拟)找出来当厂内在浇铸生什么事.实际上任何东西都可以经由模拟的方式来改进工厂内的事务.铸造模拟可以让您调整制程时可以用比较短的时间来完成,而且不需要浪费一些昂贵的材料在试产的过程上.第4页/共88页使用SOLIDCast的好处有哪些?缩短交期解决方案上的错误将过去的铸件重新最佳化训练新进员工加强与客户的关系藉由改善公司形象来吸引更多生意的机会上门(外销)第5页/共88页所以我们是如何开始进行模拟解析呢?选好您的合金及造模材料的特性建立铸件及方案的计算机模型网格化/执行模拟分析结果修改方案后,再执行模拟第6页/共88页选好您的合金及造模材料的特性我们的第一部就是先选好铸件及所有你会用到造模材料.SOLIDCast?提供了一组以ASTM主体的数据库(约有230种一般常用的物料其中当然包括可以使用冷铁,保温套…等材料在你的砂模上.或是一些冷却(Coolingchannel)或是加热系统在你的永久模具上第7页/共88页选择及设定材料的的特性下面是一些控制您造模材料热流特性的主要参数:热传导率(ThermalConductivity)比热(SpecificHeat)密度(Density)浇铸温度(InitialTemperature(s))第8页/共88页这个撷取画面可以看到我们要选择冷铁时的情况.另外还有一些常用的模砂,绝热及发热材料随时给您来使用.(可随时修改特性).第9页/共88页选择及设定材料的的特性还有一些是铸件要注意的特性凝固温度(SolidificationTemperature)冷却范围(FreezingRange)熔化潜热(LatentHeatofFusion)凝固曲线(SolidificationCurve)体积变化曲线(或收缩曲线)VolumetricChange(Shrinkage)Curve第10页/共88页这些格子里面的所填的数据是用来提供给计算机仿真计算从液态变成固态时所需要的参数第11页/共88页這兩條曲線是用來定義每一種金屬凝固及收縮的狀態.這個部份除了內建的曲線之外,也可以由使用者自定,另外,關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页/共88页选择及设定材料的的特性热传导系数可以对下面对象控制热流效果涂模剂(离型剂)MoldCoatings模具间的空隙AirGaps冷却系统CoolingChannels传导/辐射Convection/Radiation第13页/共88页第14页/共88页第15页/共88页建立铸件及方案的模型再提醒一次,在你仿真前你必须把数据库的金属及造模材料设定好.然后开始建立型.这个部份是所有使用者最注意的一道流程,但是在下面的介绍你将会看到许多省时省力的做法来建立模型.第16页/共88页模型建立技巧直接从3DCAD系统来将模型转进SOLIDCast.利用2DCAD的档案转进SOLIDCast后,再处理成3D档案蓝图数位板传统的设计图第17页/共88页3DSTL档案的输入绝大多数的档案拥有STL档STL档案可以利用三角型来让你的铸件表面更平整所有的造模材料都可以利用这个方式来建立(casting,chills,cores)Binary档案小于ASCII档第18页/共88页这整个方案是由四个STL的档案来组成的.一个是铸件,两种砂心,及一种保温套.第19页/共88页2DDXF档案输入每一套CAD系统都有DXF格式利用挤压,旋转,或交叉的方式来建立3D模型第20页/共88页第21页/共88页第22页/共88页执行模拟最后一次提醒,请确定数据库及铸件方案已经设定完毕,然后我们要先来执行网格化(Mesh).也就是我们会把模型切成一个一个很小的方块(我们称为Node).每一个小方块都具有不同的特性,因为我们前面数据库所做的设定这个动作你看起来会像运用很多很多的乐高积木来堆成你的方案模型.一个网格的动作应该会使用到数百万个小方块,然后计算机就会依据热传导方程式来计算每个小方块间的关系.第23页/共88页第24页/共88页第25页/共88页第26页/共88页第27页/共88页解释结果在模拟结束之后,我们可以利用几种不同的方式来判断铸件的好坏因为每一个铸件会因为不同的因素产生不同结果,所以SOLIDCast?就提供很多种不同的数据供你参考.第28页/共88页我们可以提供哪些仿真资料?温度的显示-从浇铸到凝固结束可以看整个凝固模拟的过程,也可以只看其中某一段时间时间LiquidusCriticalFractionSolid100%SolidLocalSolidification热点(Isolations)BasedonCFSBasedon100%Solid第29页/共88页我们可以提供哪些仿真资料?温度梯度TemperatureGradient冷却速度CoolingRate材料密度MaterialDensity特殊功能CriteriaFunctionsNiyamaFCC(微细孔Micro-porosity)使用者自定功能第30页/共88页我们可以如何展示这些数据?CastPicPlot可以绘出任何角度的3D彩色图形可以由任何角度进行剖面Iso-SurfacePlotSurfaceatagivenvalueSurrounds‘worse’valuesGoodfortimeordensityplotsCut-PlanePlot2Dslicefromthe3DmodelGooddetail,plusindividualdataCastScanMoviesColorplotonatransparentcastingProgressiveorrotating第31页/共88页第32页/共88页第33页/共88页第34页/共88页动画–将我们看到的结果做成一段短片我们软件中每一个绘出结果的方法都可以产生短片的格式,包括可以决定要多少的框页,短片执行的速度,及设定您所要的数据范围我们所产生的短片档都是Windows标准AVI格式,所以你可以轻易的保你做出来的结果寄给你的客户,而你的客户也可以很容易的拨放它.下面一页我们可以看到一些短片的样本.第35页/共88页第36页/共88页改变铸件的几何外型ChangeGeometry改变流程上的参数ChangeProcessParameters改变冒口系统ChangeRigging仿真是一个简单的工作程序.但每一次模拟过后,通常你会找到一些东西你可以来改进的.当你开始要修改的时候,在你工厂内的所具有的条件,在SOLIDCast?.都是可以模拟的,举例来说:你可以…第37页/共88页世界上销售最佳的铸件仿真软件更是世界上最高成本效益的的仿真套装系统第38页/共88页优先级的设定充填材料?3冒口材料?6保温套?7铸件?5壳模?8or9过滤片?4冷铁?6第39页/共88页第40页/共88页PS:此為進入SOLIDCast後的工作畫面第41页/共88页按下關於SOLIDCast,可進到軟體授權畫面第42页/共88页軟體安裝後的授權位置,請按下去可即時切換七種語系(包含中文).第43页/共88页系統碼的位置,共兩組回應碼的輸入位置第44页/共88页請到”工具”中的”系統參數”設定第45页/共88页要汇入SOLIDCast的STL档都存放在此(可自行调整)方案仿真后所存放的目录(可自行调整)第46页/共88页请选择制式第47页/共88页请选择产生新模型第48页/共88页进入使用介面第49页/共88页选择加入物件第50页/共88页选择STL档请选择单位最后按加入物件第51页/共88页请将贵公司的铸件，冒口，流道模型输入SOLIDCast系统第52页/共88页利用”编辑”中的加入对象来加入充填材料(Fillmaterial),加入的目的为让系统了解从何处开始注入铁水?第53页/共88页选择加入”石体圆柱Z”,PS:此实体圆柱的半径R,建议与竖浇道的口径同第54页/共88页将你所需要的充填材料尺寸填入请记住此处要选择优先级”3”,及充填材料第55页/共88页当你要放下你的充填材料时,可以直接用鼠标点取竖浇道顶端中心点,就会得到红圈中的三轴坐标第56页/共88页请按下拉式菜单中的材料表第57页/共88页所有内建的合金数据都在里面第58页/共88页浇铸温度浇铸时间第59页/共88页需要放到砂模中的所有东西,都要选到右边窗口.这是铸造厂的常温第60页/共88页这两条线白色的是冷却曲线,深色的收缩曲限(体积变化曲线)若浇铸合今是铸铁,可以按下铸铁选项输入C%及Si%第61页/共88页一般预设在9~12间,可将之设定在12第62页/共88页接下来,我们要对整个模型来进行网格动作(Mesh)第63页/共88页第64页/共88页可依此来了解浇铸重量及得料率第65页/共88页第66页/共88页请选单一周期,永久模选项用于压铸仿真通常不需修改第67页/共88页在左边所描述的”模拟状态”,就是本次模拟所计算出关于温度及时间的结果第68页/共88页按下仿真中”绘出IsoSurface功能-?即可看到类似X-Ray的效果第69页/共88页可先利用”材质密度”的功能,来找出缩孔的位置.(一般假如方案设计有错即可看到明显缩孔位置),下图绿色处就是收缩的位置第70页/共88页要找微缩孔时,请按下这个功能第71页/共88页在从Custom-High这个功能来确定微缩孔的位置,如下图红色圈圈部份为预测微缩孔位置第72页/共88页如何回收您宝贵的金钱?钢的精密铸造-食品业机械设备铝的永久模铸造-汽车零件钢的砂模铸造-升降机零件铸铁的砂模铸造-压缩机本体第73页/共88页精密铸造－不锈钢使用软件前快速成形3组模具两组损坏在传统的方案上面使用软件后花了一周半的时间跑了13次的仿真作业每年增加了USD$500,000的新业务整年度共省下了约26~39周的交期第74页/共88页第75页/共88页第76页/共88页永久模铸造－铝合金使用软件前该铸件为产量很高的煞车组件约有7%在后加工时，因发现缩孔而遭退件使用软件后现在平均小于0.4%的退件率每年约可省下USD$700,000的废品成本第77页/共88页第78页/共8