KRATKO

Softver za simulaciju alata za automobilsku industriju ključan je inženjerski alat za projektiranje, provjeru i optimizaciju procesa oblikovanja limova i postupaka lijevanja pod tlakom. Omogućuje proizvođačima da predvide i spriječe skupne greške poput pukotina ili nabora prije nego što se izradi bilo koji fizički alat. Korištenjem ove tehnologije, tvrtke znatno smanjuju vrijeme razvoja, smanjuju troškove materijala i poboljšavaju kvalitetu gotovih dijelova. Vodeća rješenja na ovom području uključuju Ansys Forming, AutoForm i ProCAST, od kojih svaki nudi specijalizirane mogućnosti za različite proizvodne potrebe.

Što je simulacija alata za automobilsku industriju i zašto je ključna?

Softver za simulaciju alata u automobilskoj industriji je vrsta računalom podržane inženjerske tehnike (CAE) koja stvara virtualno okruženje za reproduciranje cijelog procesa izrade alata. Od utiskivanja lima do ljevanja složenog bloka motora, ova tehnologija omogućuje inženjerima da vide kako će se materijali ponašati pod ogromnim tlakovima i temperaturama tijekom proizvodnje. Glavni cilj je osigurati izvodivost dizajna dijela, otkrivajući potencijalne kvarove prije nego što dovedu do skupih i dugotrajnih fizičkih testova na radnom mjestu.

Važnost ove tehnologije ne može se dovoljno naglasiti. Tradicionalno, razvoj alata oslanjao se na metodu pokušaja i pogreške, postupak koji bi mogao trajati tjednima ili čak mjesecima. Kako je detaljno opisano u izvješću o industriji od strane MetalForming Magazine , jedna tvrtka otkrila je kritični kvar u kutu tijekom simulacije koji bi inače uzrokovao kašnjenje od dva tjedna i značajnu prepravku alata. Tako što unaprijed obavi ovu analizu, proizvođači mogu digitalno iterirati dizajne u roku od sati, a ne tjedana.

Profitabilnost uloženog kapitala je značajna. Simulacija pomaže u optimizaciji upotrebe materijala preciznim izračunavanjem potrebne veličine sirovine, smanjujući otpad. Također drastično smanjuje potrebu za fizičkim testiranjem na prešama, uštedom vremena rada strojeva, rada i energije. Na primjer, Keysight navodi da korisnici njihovog ProCAST softvera za obradu pod tlakom mogu postići značajne godišnje uštede optimizacijom hlađenja i smanjenjem grešaka. Ovaj prijelaz s reaktivnog na prediktivni pristup osnovan je za modernu i učinkovitu proizvodnju automobila.

Ključne značajke i mogućnosti modernog softvera za simulaciju alata

Suvremene platforme za simulaciju kalupa nude sveobuhvatan skup alata koji pokrivaju cijeli tijek razvoja kalupa. Prilikom evaluacije softvera, inženjeri traže određene mogućnosti koje rješavaju različite faze procesa, od početne izvodljivosti do konačne validacije. Razumijevanje ovih značajki ključno je za odabir rješenja koje odgovara vašim specifičnim proizvodnim potrebama, bilo da se radi o progresivnim kalupima ili velikim jednostrukim kalupima za vučenje.

Ključne mogućnosti uključuju:

• Dizajn površine kalupa: To je kreativni i inženjerski zahtjevan proces oblikovanja površina držača i dodatnih elemenata koji kontroliraju tok metala tijekom vučenja. Rješenja poput AutoForm-DieDesigner specijalizirana su za pružanje alata za brzo stvaranje i izmjenu ovih složenih površina.
• Validacija procesa: Softver mora biti u stanju simulirati cijeli višestupanjski proces oblikovanja. Ansys Forming ističe sveobuhvatan tijek rada, omogućujući korisnicima da simuliraju vučenje, rezanje, valjanje i povratno elastično savijanje unutar jedinstvene platforme.
• Veličina sirovog komada i uređenje: Optimizacija početnog lima od presovanog metala ključna je za kontrolu troškova. Softver poput Dynaform nudi module za inženjering veličine sirovog komada kako bi se smanjio otpad materijala prije nego što započne proizvodnja.
• Predviđanje i nadoknada povratnog savijanja: Nakon oblikovanja, visokotvrde metalne ploče imaju sklonost malom povratnom savijanju iz svojeg namijenjenog oblika. Točno predviđanje povratnog savijanja i alati za njegovu nadoknadu mijenjanjem geometrije matrice među najvrednijim su značajkama naprednog simulacijskog softvera.
• Analiza grešaka: Osnovna funkcija simulacije jest prepoznavanje potencijalnih grešaka. To uključuje vizualizaciju problema poput pukotina, nabora, istankivanja i zadebljanja uporabom alata kao što je dijagram graničnog oblikovanja (FLD).

Ova značajka omogućuje inženjerima ne samo provjeru dizajna, već i optimizaciju s obzirom na troškove, kvalitetu i učinkovitost. Mogućnost brzog izrade ponuda na temelju točnog plana materijala i procesa još je jedna značajna poslovna prednost koju nude ovi integrirani alati.

Usporedna analiza vodećeg softvera za simulaciju automobilskih kalupa

Tržište softvera za simulaciju automobilskih kalupa je konkurentno, a nekoliko ključnih igrača nudi rješenja prilagođena specifičnim potrebama. Odabir odgovarajućeg softvera često ovisi o glavnom proizvodnom procesu (utiskivanje nasuprot lijevanju), postojećem CAE/CAD ekosustavu, budžetu i potrebnom stupnju preciznosti. Vodeća rješenja prepoznata na tržištu imaju svaka svoje jasne prednosti.

Slijedi pregled najjačih natjecatelja:

Iako je AutoForm poznat po svojoj jakoj strani u detaljnom dizajnu alata, Ansys Forming nudi prednost optimiziranog, jedinstvenog tijeka rada. Za poduzeća koja u velikoj mjeri ovise o LS-DYNA rješavaču za druge simulacije, Dynaform predstavlja uvjerljiv i dobro integrirani izbor. U međuvremenu, ProCAST ističe se kao specijalizirani lider za potpuno različitu fiziku ljevanja pod tlakom. Konačni izbor na kraju ovisi o usklađivanju tih specifičnih jačih strana s primarnim proizvodnim metodama i inženjerskim tijekovima rada tvrtke.

Implementacija simulacije: Postupak korak po korak

Uspješna integracija simulacije alata u proces razvoja uključuje strukturirani tijek rada koji digitalnu datoteku dijela pretvara u potpuno validirani i optimizirani dizajn alata. Ovaj sustavni pristup osigurava da se svi potencijalni problemi u proizvodnji prepoznaju i riješe virtualno, čime se smanjuje potreba za skupim fizičkim korekcijama kasnije.

Tipičan tijek rada simulacije uključuje sljedeće korake:

1. Ispitivanje izvedivosti i uvoz CAD-a: Proces započinje uvozom 3D CAD modela automobilskog dijela. Provede se početna, brza analiza (često nazvana 'jednokoračna' analiza) kako bi se provjerila opća oblikovnost dijela i identificirala područja visokog rizika od kidanja ili naboravanja.
2. Konceptni dizajn plohe kalupa: Korištenjem specijaliziranih alata unutar softvera, inženjeri dizajniraju dodatne plohe i površine stezanja koje će držati i voditi lim tijekom postupka utiskivanja. Ovo je ključna faza koja određuje kako materijal struji u šupljinu kalupa.
3. Potpuna simulacija s više koraka: Nakon što su dizajnirane plohe kalupa, pokreće se potpuna simulacija u više koraka. Ovo je računalno zahtjevna procedura koja točno modelira svaku fazu procesa utiskivanja, od početnog omotavanja stezanjem i vučenja do naknadnih operacija rezanja i savijanja rubova.
4. Analiza rezultata i optimizacija: Inženjeri analiziraju izlazne podatke simulacije, proučavajući dijagrame graničnih stanja oblikovanja, grafove istankivanja i rezultate povratnog elastičnog savijanja. Ako se otkriju greške, vraćaju se na fazu dizajna alata za vučenje, vrše izmjene i ponovno pokreću simulaciju sve dok se ne postigne optimalan, bespogrešan rezultat.
5. Konačna provjera i izlazni podaci za alat: Nakon što se proces potvrdi, konačna geometrija površine kalupa se izvozi za CAM i izradu fizičkog alata.

Ovaj iterativni digitalni proces osnovni je za moderne proizvodne tehnologije. Stručni proizvođači prilagođenih automobilskih alata za duboko vučenje i metalnih komponenti , poput Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd., koriste napredne CAE simulacije kako bi isporučili visokotočne alate i dijelove s kraćim vremenom isporuke i izuzetnim kvalitetom za OEM-ove i dobavljače prvog nivoa.

Često postavljana pitanja

1. U čemu je razlika između simulacije žigosanja i simulacije lijevanja?

Simulacija žigosanja usredotočena je na plastičnu deformaciju lima na sobnoj ili blizu sobne temperature. Analizira probleme poput naboravanja, kidanja i povratnog elastičnog savijanja. S druge strane, simulacija lijevanja modelira protok rastaljenog metala u kalup, njegovo stvrdnjavanje te povezane toplinske napetosti kako bi se predvidjeli nedostaci poput poroznosti ili vrućih pukotina.

2. Kako softver za simulaciju smanjuje troškove alata?

Softver za simulaciju smanjuje troškove prvenstveno smanjenjem potrebe za fizičkim probama i doradom matrica. Identificiranjem i ispravljanjem konstrukcijskih nedostataka virtualno, izbjegava se skup postupak ponovnog obrade, poliranja i testiranja teških čeličnih matrica. Također pomaže u optimizaciji korištenja materijala, dodatno smanjujući troškove.

3. Može li simulacija točno predvidjeti povratno elastično savijanje?

Da, moderni softveri za simulaciju postali su vrlo točni u predviđanju povratnog savijanja, osobito za napredne čelike visoke čvrstoće (AHSS) koji se koriste u automobilskim primjenama. Ključni su točni modeli materijala za ovo. Softver zatim može automatski generirati kompenzirane površine alata kako bi se neutralizirao učinak povratnog savijanja, osiguravajući da konačni dio zadovoljava geometrijske tolerancije.