Altair Inspire Cast 助力 Shiva Tool Tech 縮短80%的開發時間

 
 

 

Shiva Tool Tech是一家服務於汽車製造行業的工業巨頭,總部位於印度 Pune。公司擁有超過25年的重力鑄造(GDC)、低壓鑄造(LPDC)、高壓鑄造(HPDC)模具的設計和製造經驗,為客戶提供從製造工藝設計到生產階段的支援。整個製造過程包括銑削、鑽孔、淬火、磨削、電腦數控(CNC)加工、電火花加工(EDM)、核對總和拋光,最終為客戶提供全套鑄件模具。

 

Altair Inspire Cast是基於用戶體驗開發的鑄造模擬工具。軟體致力於讓鑄造模擬過程盡可能簡單,而且使用者介面使用鑄造從業人員熟悉的行業術語。軟體不僅操作非常簡便,而且功能強大、計算結果準確。只需簡單的幾次滑鼠點擊即可體驗Inspire Cast這一全新鑄造模擬工具,詳細評估產品鑄造工藝的合理性。

很高興我們投資了Altair Inspire CastAltair的工程師和他們的合作夥伴DesignTech提供了很好的技術支持,我們期待著Altair Inspire Cast將來增加更多新功能。

——Shivaji Pawar

Managing Director, Shiva Tool Tech

 

 

獲得無缺陷模具設計的同時提高了生產效率

 
 

 

Shiva Tool Tech為客戶設計和製造用於生產汽車類和非汽車類零部件的模具, 例如:托架、曲軸箱、殼體、缸蓋、壓縮機殼體、歧管、合金車輪等。視項目的複雜程度,交貨時間從3周到8周不等。

 

鑄造模具的設計一般依託多年的經驗,以及客戶提供的零件CAD模型或者二維工程圖。一旦鑄造模具設計好了,就在他們的工廠進行生產和組裝,然後將模具發送給客戶進行實際的鑄造試模。用該模具鑄造生產的零件將會與缺陷檢測報告一同返回給Shiva Tool Tech,然後修改模具設計以消除已有缺陷。大約經過3-4次實際鑄造試模才能得到無缺陷的模具設計。

 

認識到模擬軟體在優化設計和製造過程中的價值,並節省試模時間和成本Shiva Tool Tech公司在需要時將鑄造類比工作外包給相關的服務商。然而,外包鑄造模擬是昂貴和耗時的,除了每次分析反覆運算的費用外,服務提供者的模擬週期也很長。

 

這促使他們開始考慮通過投資類比軟體將專業知識引入內部的可行性。最終他們選擇了Altair的鑄造類比軟體Inspire Cast,因為該軟體滿足了他們的使用方便、結果準確、計算分析速度快、豐富的視覺化結果以及保證預算在考慮範圍內的要求。

 

Shiva Tool Tech使用Inspire Cast模擬的流程:

 
 

 

Shiva Tool Tech公司更新了兩個主要開發階段的工作流程:

 

  • 在接收到客戶提供的鑄件CAD模型之後,在Inspire Cast中完成不同澆鑄入口的類比分析,根據分析結果得到合理的澆鑄入口位置,然後在CAD軟體中,創建完整的澆鑄工藝系統。

     

  • Inspire Cast 中完成包含整個澆鑄系統的模型的模擬從而預測可能出現缺陷和位置,再通過調整內澆口的大小和形狀、或者增加冒口和冷鐵來消除或減少這些缺陷。

 

項目介紹

 
 

泵殼零件CAD模型

 

在最近的一個汽車泵鑄件模具設計和製造專案中,該泵殼零件的材料為AlSi7Mg並採用傾斜澆鑄工藝,模具材料為HDS-H13鋼。

 

首先,工程師在 Inspire Cast 中導入泵殼模型以確定合適的內澆口位置。然後利用 Inspire Cast 傾斜澆注嚮導,輸入工藝參數進行澆鑄過程的模擬。

縮孔缺陷位置

 

從凝固結果,我們可以觀察到零件頂部有塊狀的縮孔缺陷和底部有輕微的縮孔區域。頂部塊狀的縮孔缺陷可以通過合理設計的澆鑄系統來消除。

 

據此,我們在CAD軟體中設計了完整的澆鑄系統模型,並再次採用Inspire Cast進行完整的澆鑄過程模擬

完整的計算模型

 

根據模擬結果我們可以發現,之前頂部的塊狀縮孔區域已經轉移到澆鑄系統的流道中,但是在零件底部螺栓孔附近還存在一些缺陷。

縮孔缺陷

 

根據凝固過程的動態結果顯示最後凝固的區域,由於複雜的模具型腔幾何形狀,底部螺栓孔位置的凝固速度較慢。這一結果也反映了零件完全凝固後出現氣孔的原因。

固相份數

 

在第二次修改時,我們採用了相同的工藝參數,同時,在底部螺栓孔位置設置了冷鐵來加快該區域的凝固速度。如下左圖可以看到增加的外部冷鐵。凝固動態過程結果也顯示底部凝固速度趨於一致(如下右圖所示):

帶冷鐵的計算模型

 

固相份數

 

至此,鑄件中的縮孔缺陷完全消除。這樣,我們確定了模具的最終設計方案並發給生產製造部門。

縮孔區域

 

製造並組裝的完整模具送到客戶那裡進行該泵殼零件的鑄造。鑄造後的零件被送回Shiva Tool Tech公司進行檢測,發現零件沒有缺陷。

 

實際鑄件

 

 

    結:

  • 借助Inspire Cast,經過3次模型和方案的修改就確定了最終的方案;

  • 確定最終的方案只花費2天時間;

  • Inspire Cast完成一次計算僅需45分鐘;

  • 和傳統的試模過程相比,節約80%的時間成本。

 
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