Flow3D Cast2018-07-20T13:56:09+00:00

Project Description

Stworzony do modelowania procesów odlewniczych

Video

FLOW-3D Cast dostarcza technologom i konstruktorom ważnych informacji o procesie odlewania

Pomaga zidentyfikować możliwe problemy, zwiększyć wydajność i skrócić czas wejścia produktu na rynek. Program umożliwia profesjonalne analizy: przepływu stopów metali i analizę termiczną form. Ułatwia przeprowadzenie symulacji wypełnienia formy i krzepnięcia metalu. Pozwala przyśpieszyć proces oceny jakości i wydajności produkcji, pomaga w wyborze alternatywnych koncepcji, obniżających koszty. Program jest precyzyjny i przyjazny dla użytkownika – łączy intuicyjny interfejs z dokładnym solverem obliczeniowym.

FLOW-3D Cast zawiera szeroką gamę modeli fizycznych, zaprojektowanych specjalnie dla branży odlewniczej. Modele te oparte są na algorytmach umożliwiających analizę procesów zgazowanych modeli (pełnej formy), przepływu cieczy nienewtonowskich, łącznie z analizą stabilizacji temperaturowej formy. Program jest dostępny w trzech pakietach, dostosowanych do funkcjonalności do procesu i budżetu przedsiębiorstwa.

Spośród wielu technik odlewania metali, właśnie odlewanie pod wysokim ciśnieniem stanowi wyzwanie dla każdego oprogramowania symulacyjnego. Odlewane części charakteryzują się skomplikowaną geometrią zawierającą bardzo cienkie ścianki co znacząco wpływa na ilość komórek obliczeniowych, które muszą odzwierciedlić dokładny kształt geometrii odlewu i formy. Dodatkowo sam proces charakteryzuje się burzliwym przepływem metalu wynikającym z dużych prędkości i wysokiego ciśnienia. Metal po przekroczeniu szczeliny wlewowej jest rozpryskiwany po wnęce formy co skutkuje powstawaniem wad w postaci porowatości gazowej (spowodowanej zamknięciem powietrza w metalu) lub wtrąceń (wynikających z przechłodzenia cząstek metalu przed wypełnieniem wnęki formy). Oprogramowanie FLOW-3D Cast posiada wiele narzędzi znacząco poprawiających dokładność symulacji wtrysku metalu, umożliwiając użytkownikowi lepiej zrozumieć procesy zachodzące podczas wypełniania wnęki formy ciekłym metalem. Program wykorzystuje precyzyjny algorytm TruVOF, śledzący ruch powierzchni metalu odwzorowując dokładnie kształt strugi. Dokładne odwzorowanie skomplikowanej geometrii, charakterystycznej dla odlewów wysokociśnieniowych, umożliwia algorytm FAVOR™. Dodatkowo program posiada wiele modeli wykrywania wad napowietrzenie metalu, porowatość gazowa, porowatość skurczowa, mikroporowatość, wtrącenia.

Analizy cykliczności są niezbędne w odlewnictwie ciśnieniowym, gdyż forma jest wykorzystywana wielokrotnie, tworząc tysiące odlewów. Istotne jest utrzymanie stałej temperatury formy dla każdego cyklu odlewania, gdyż znaczna zmiana temperatury może spowodować odkształcenie, które prowadzić może do przekroczenia tolerancji wymiarowych odlewu. Oprogramowanie FLOW-3D Cast uwzględnia proces nagrzewania się formy w czasie wtrysku i krzepnięcia odlewu, natrysk powłok, przedmuch powietrzem oraz rozmieszczenie kanałów chłodzących olejowych, wodnych i powietrznych.

Proces odlewania wysokociśnieniowego charakteryzuje się wykorzystaniem ruchu tłoka w komorze wtryskowej celem zwiększenia prędkości i ciśnienia metalu w czasie wtrysku. Prawidłowo dobrany profil prędkości tłoka pozwala uniknąć przedwczesnego krzepnięcia metalu  i niepełnego wypełnienia wnęki formy. Zbyt duża prędkość tłoka powoduje zamykanie powietrza w metalu już w komorze wtryskowej, które następnie zostanie wprowadzone do wnęki formy tworząc napowietrzoną strugę metalu.

Najtrudniejszym wyzwaniem modelowania procesu wysokociśnieniowego jest dokładne odwzorowanie strugi metalu po przekroczeniu szczeliny wlewowej. Wysokie prędkości przepływu na szczelinach wlewowych powodują burzliwy przepływ metalu tym samym powodując ogromne wyzwanie  w odwzorowaniu strugi. Stosując algorytm TruVOF, możemy pomóc konstruktorom i technologom określić położenie układu wlewowego i przelewów w celu zapewnienia prawidłowego wypełnienia wnęki formy.

Oprogramowanie FLOW-3D Cast pomaga inżynierom analizować powstawanie porowatości skurczowej. Program umożliwia szczegółową analizę kierunkowości krzepnięcia w celu modyfikacji temperatury formy za pomocą układów chłodzących.

Różnica pomiędzy formami trwałymi i piaskowymi polega na możliwości wielokrotnego użycia form trwałych. Procesy odlewnicze z wykorzystaniem form trwałych to m.in. odlewanie pod wysokim ciśnieniem, pod niskim ciśnieniem, z przechylną formą (tilt pour), grawitacyjne. Istnieją dwa typy form trwałych, stalowe i grafitowe. Użycie odpowiedniego typu formy zależne jest rodzaju odlewanego materiału. Materiały stosowane na odlewy w formach stalowych to aluminium, stopy miedzi, cynku i magnezu. Odlewy powstające z form grafitowych najczęściej wykonane są ze stali i  żeliwa. Oprogramowanie FLOW-3D Cast umożliwia przeprowadzenia analizy płynięcia metalu, krzepnięcia i wzrostu naprężeń w odlewie i formie w celu usprawnienia procesu odlewniczego, skrócenia jego czasu i oszczędności czasu i pieniędzy.

Odlewnie niskociśnieniowe jest procesem, w którym rura ceramiczna jest połączona ze stalową formą umieszczoną nad piecem. Zwiększając ciśnienie gazów neutralnych w piecu uzyskujemy zmianę wysokości lustra metalu w rurze ceramicznej stopniowo wypełniając wnękę formy. Oprogramowanie FLOW-3D Castu możliwia analizę każdego etapu procesu łącznie ze wzrostem ciśnienia w piecu i jego wpływ na wypełnienie wnęki formy. Program uwzględnia również chłodzenie formy i ewakuację powietrza z wnęki formy podczas procesu wypełnienia.

Podczas odlewania do form obrotowych, początkowo forma jest w pozycji poziomej. Następnie, z zadanym czasem cyklu, maszyna do odlewania podnosi się do pozycji pionowej, umożliwiając metalowi laminarne wypełnienie wnęki formy. Metoda odlewania ’tilt pouring’ jest dobrym wyborem do ogólnych celów odlewania ze względu na elastyczność podawania / bramy, która pozwala na szeroki wachlarz kształtów odlewniczych.

Odlewnie grawitacyjne wykorzystywane jest najczęściej przy wytwarzaniu dużych części (zazwyczaj wykonanych z żeliwa, brązu, mosiądzu lub aluminium). Większość procesów odlewniczych, włączając odlewanie do form jednorazowych i trwałych, może być symulowanych w oprogramowaniu FLOW-3D Cast. Proces wypełnianie wnęki formy ciekłym metalem jest zdecydowanie mniej burzliwy niż w przypadku odlewania ciśnieniowego, jednak również tutaj mogą występować wady związane z porowatością gazową, wynikającą z zamykania powietrza przez ciekły metal. Program FLOW-3D Cast pozwala uwzględnić przepływ metalu łącznie z rozkładem temperatury i jej zmianą w czasie wypełniania formy jak również analizuje krzepnięcie dostarczając informacje o położeniu węzłów cieplnych, kierunkowości krzepnięcia i położeniu wad porowatości skurczowej.

Podczas procesu wypełniania wnęki formy analizie podlegają takie zjawiska jak utlenianie metalu, napowietrzenie, porowatość gazowa. Symulacja płynięcia metalu pozwala wykryć problemy związane z konstrukcją układów wlewowych i przelewowych przed uruchomieniem produkcji, oszczędzając czas i pieniądze.

Dokładna analiza wypełniania wnęki formy to nie tylko śledzenie położenia wad związanych z utlenieniem i napowietrzeniem, ale również dokładny rozkład temperatury metalu, który jest podstawą do rozpoczęcia analizy krzepnięcia odlewu.

Istnieje wiele wad związanych z krzepnięciem metalu takich jak segregacja, naprężenia cieplne, mikro i makro-porowatość. Pierwszym ważnym etapem w celu uzyskania dokładnych wyników krzepnięcia jest analiza wypełnienia wnęki formy, zawierająca właściwy profil termiczny. Oprogramowanie FLOW-3D Castumożliwia wykrywanie wielu wad związanych z procesem krzepnięcia. Stosując symulacje na etapie projektowania otrzymujemy możliwość wczesnego wykrycia położenia wad oszczędzając czas, tak istotny przy wdrażaniu nowych projektów na rynek.

W odlewaniu do form piaskowych istotną rolę odgrywa proces krzepnięcia uwzględniający ochładzalniki i otuliny w celu umożliwiające kontrolę nad kierunkowością krzepnięcia odlewu i jego zasilania. FLOW-3D Cast uwzględnia każdy etap procesu w celu dostarczenia dokładnego rozkładu temperatury bezpośrednio wpływającego na położenia wad skurczowych.

Odlewnie grawitacyjne wykorzystywane jest najczęściej przy wytwarzaniu dużych części (zazwyczaj wykonanych z żeliwa, brązu, mosiądzu lub aluminium). Większość procesów odlewniczych, włączając odlewanie do form jednorazowych i trwałych, może być symulowanych w oprogramowaniu FLOW-3D Cast. Proces wypełniania wnęki formy ciekłym metalem jest zdecydowanie mniej burzliwy niż w przypadku odlewania ciśnieniowego, jednak również tutaj mogą występować wady związane z porowatością gazową, wynikającą z zamykania powietrza przez ciekły metal. Program FLOW-3D Cast pozwala uwzględnić przepływ metalu łącznie z rozkładem temperatury i jej zmianą w czasie wypełniania formy jak również analizuje krzepnięcie dostarczając informacje o położeniu węzłów cieplnych, kierunkowości krzepnięcia i położeniu wad porowatości skurczowej.

Odlewnie niskociśnieniowe jest procesem, w którym rura ceramiczna jest połączona ze stalową formą umieszczoną nad piecem. Zwiększając ciśnienie gazów neutralnych w piecu uzyskujemy zmianę wysokości lustra metalu w rurze ceramicznej stopniowo wypełniając wnękę formy. Oprogramowanie FLOW-3D Castu możliwia analizę każdego etapu procesu łącznie ze wzrostem ciśnienia w piecu i jego wpływ na wypełnienie wnęki formy. Program uwzględnia również chłodzenie formy i ewakuację powietrza z wnęki formy podczas procesu wypełnienia.

Podczas procesu wypełniania wnęki formy analizie podlegają takie zjawiska jak utlenianie metalu, napowietrzenie, porowatość gazowa. Symulacja płynięcia metalu pozwala wykryć problemy związane z konstrukcją układów wlewowych i przelewowych przed uruchomieniem produkcji, oszczędzając czas i pieniądze.

Dokładna analiza wypełniania wnęki formy to nie tylko śledzenie położenia wad związanych z utlenieniem i napowietrzeniem, ale również dokładny rozkład temperatury metalu, który jest podstawą do rozpoczęcia analizy krzepnięcia odlewu.

Istnieje wiele wad związanych z krzepnięciem metalu takich jak segregacja, naprężenia cieplne, mikro i makro-porowatość. Pierwszym ważnym etapem w celu uzyskania dokładnych wyników krzepnięcia jest analiza wypełnienia wnęki formy, zawierająca właściwy profil termiczny. Oprogramowanie FLOW-3D Castumożliwia wykrywanie wielu wad związanych z procesem krzepnięcia. Stosując symulacje na etapie projektowania otrzymujemy możliwość wczesnego wykrycia położenia wad oszczędzając czas, tak istotny przy wdrażaniu nowych projektów na rynek.

Możliwości

Profesjonalna analiza przepływu stopów metali i analiza termiczną form.

Ułatwia przeprowadzenie symulacji wypełnienia formy i krzepnięcia metalu.

Pozwala przyśpieszyć proces oceny jakości i wydajności produkcji.

Pomaga w wyborze alternatywnych koncepcji, obniżających koszty.

Kluczowe korzyści

Dostarcza ważnych informacji o procesie odlewania

Identyfikuje możliwe problemy

Zwiększa wydajność i skraca czas wejścia produktu na rynek

Program jest precyzyjny i przyjazny dla użytkownika – łączy intuicyjny interfejs z dokładnym solverem obliczeniowym

Szeroka gama modeli fizycznych, zaprojektowanych specjalnie dla branży odlewniczej