Металл штампылау үшін симуляциялық бағдарламалық жабдық: 2025 жылға арналған сатып алушылар нұсқауы

ҚЫСҚАША

Металдық баспа үшін симуляциялық бағдарламалық жабдық бір де бір физикалық құрал-жабдық жасалмай тұрып-ақ жарылу, бүктеу және серпімді оралу сияқты өндірістік ақауларды болжау және болдырмау үшін шекті элементтерді талдау (FEA) қолданады. Баспа процесінің "цифрлық егізбегін" жасау арқылы бұл құралдар инженерлерге қаңылтас орналасуын тиімдестіруге, материалдардың кетуін азайтуға және қымбат тиетін матрица сынау кезеңін қысқартуға мүмкіндік береді.

Көбінесе кәсіби қолданбалар үшін саланың жетекшілері AutoForm (автомобильдердің толық циклдық процесс инженериясы үшін ең жақсысы), Ansys Forming (LS-DYNA шешімін қолданып жасалатын нақты растау үшін ең жақсысы), және Altair Inspire Form (өнім дизайнерлері мен бастапқы қолданыстағы мүмкіндіктерді тексеру үшін ең жақсысы). Дұрыс құралды таңдау негізінен сіздің назар аударуыңыз бастапқы дизайн мүмкіндігіне, матрица бетінің нақты инженериясына немесе ыстық пісіру сияқты арнайы процестерге бағытталғанына байланысты.

Неліктен Металдық Баспа Симуляциясына Инвестиция Жасау Керек?

Дәстүрлі тегістеу жұмыс істеу процесінде «сынақ» физикалық, еңбекті көп қажет ететін кезең болды. Қалып жасаушылар құралды өңдеп, оны престе орнатып, бөлшекті тегістеп, содан кейін жарылу немесе бүгілу табып, одан кейін құралды түзету үшін оны тегістеп немесе дәнекерлеп жөндеді. Бұл цикл ондаған рет қайталануы мүмкін еді және кеткен метал мен еңбекке мыңдаған доллар және аптамен уақыттың кешігуіне себеп болды.

Металл тегістеуге арналған симуляциялық бағдарламалық жасақтама бұл сызықтық процесті Виртуалды прототиптеу деп аталатын шеңберлі, цифрлық жұмыс үрдісіне айналдырады. Процесті виртуалды түрде растау арқылы өндірушілер үш маңызды нәтижеге жетеді:

• Ақауларды болжау: Күрделі істен шығу түрлерін, мысалы, жұқару, жарылу (жарылу), бүгілу және бетіндегі ақаулар (сырғанау сызықтары) дәлдігі 95% астам болатын алдын-ала болжауға мүмкіндік беретін алдыңғы шаршы шешімдер.
• Серпімді иілуді компенсациялау: Жоғары беріктікте болат пен алюминий формаланғаннан кейін "серпімді қалпына келу" үшін атақты. Симуляциялық бағдарламалық жасақтама осы серпімді қалпына келуді есептейді және соңғы бөлшек өлшемдік допуска сай келуі үшін автоматты түрде қалып бетінің геометриясын түзетеді.
• Материалды оптимизациялау: Бос орындар мен баға анықтау модульдері бар болғандықтан, инженерлер материалдың пайдаланылуын максималдандыру үшін катушкада бөлшектерді бұрап, орналастыра алады, жоғары көлемді өндіріс жүргізгенде жиі үлкен сомаларды үнемдейді.

Соңында, симуляция цифрлық құрастыру мен нақты шындық арасындағы саңылауды жабады. Бағдарламалық жасақтама маршрутты қамтамасыз етсе де, оны орындау дәлме-дәл өндірісті талап етеді. Сол сияқты алдыңғы орындағы автомобиль серіктестер Shaoyi Metal Technology тез прототиптеуден жоғары көлемді өндіріске дейінгі аралықты жабу үшін мұндай алдыңғы қатарлы өндірістік мүмкіндіктерді пайдаланады және симуляция теориялық дәлдігі соңғы престік цехқа дейін 600 тоннаға дейін жеткізілетіндей етіп қамтамасыз етеді.

Негізгі металдық штамптау симуляциясы бағдарламалық жасақтамасы салыстырылды

Штамптау симуляциясы нарығы мамандандырылған, онда бірнеше ірі ойыншылар өнім құрастырушылардан матрица инженерлеріне дейінгі әртүрлі пайдаланушыларға қызмет көрсетеді. Төменде 2025 жылға арналған ең жоғары шешімдердің егжей-тегжейлі талдауы келтірілген.

1. AutoForm: Автомобиль стандарты

Ең жақсы: Автомобиль саласындағы процестік инженерлер, матрица құрастырушылар және баға анықтаушылар.

AutoForm әсіресе автомобиль өнеркәсібіндегі "Ақ дене" (BiW) саласында жұқа қабырғалы металдың пішінделуін модельдеудің өнеркәсіптік стандарты болып табылады. Оның күші - оның мамандандырылған бағытында; бұл жалпы мақсаттағы ШЖЭ (Шекті элементтер әдісі) құралы емес, соғу процесінің тізбегіне арналған мамандандырылған платформа.

Негізгі мүмкіндіктерге AutoForm-Sigma беріктік талдау үшін (материалдың өзгеруі кезінде де процестің жұмыс істеуін қамтамасыз ету) және AutoForm-Compensator қиылыстың алдын ала дәлдігін түзету үшін енгізілген. Бұл құрал құрал-жабдықтардың құрылымы толық аяқталмай-ақ, қаңылтырдың өлшемі мен престің тоннаждығы негізінде дәл баға беруге мүмкіндік беретін параллель инженериялауға мүмкіндік береді.

2. Ansys Forming: Тексерудің негізгі құралы

Ең жақсы: Терең физикалық тексеруді талап ететін ШЖӘ мамандары мен инженерлер.

Аңызға айналған LS-DYNA шешім беруші, Ansys Forming жылдамдық пен дәлдікті басшылыққа ала отырып жасалған «барлығы бірде» платформасын ұсынады. LS-DYNA ұзақ уақыт бойы әлсіз динамика (соқтығысу сынақтары мен пісіру) саласындағы алтын стандарт болып келсе де, Ansys Forming осы қуатты мүмкіндікті штамптауға арналған ыңғайлы интерфейсте ұсынады.

2025 жылғы нұсқа жаңа Бір кезеңді талдау мүмкіндігін енгізді, толық қадамды модельдеуге көшу алдында өте жылдам жүзеге асымдылық тексерулерін жүргізуге мүмкіндік береді. Бұл оны қиылу мен созылатын және тартатын тегершектері бар күрделі көп кезеңді орнатулардан тұратын қарапайым қиықтарға дейінгі барлық нәрсені қамтуға қабілетті универсал құралға айналдырады. Ол бөлшектің нақты серпім-қысым тарихын болжауда мықты.

3. Altair Inspire Form: Дизайнердің таңдауы

Ең жақсы: Бастапқы жүзеге асымдылық тексерулерін жасайтын өнім дизайнерлері мен конструктор инженерлер

Altair Inspire Form (бұрынғы Click2Form) симуляцияны көпшілік қол жеткізетіндей етеді. Бәсекелестердің ауыр инженерлік интерфейстерінен өзгеше, Inspire Form интуитивті болып жасалған. Бір қадамды кері шешім қолдана отырып, өнім жобалаушылар бөлшектің "жасалымдылығын" секундтің ішінде тексере алады. Егер бөлшек теріс драфт бұрышына ие немесе айтарлықты шектеуге ие болса, бағдарлама оны дереу белгілейді.

Әлдеқайда күрделірек пайдаланушылар үшін, ол виртуалды сынау үшін масштабталатын қадамды шешімді ұсынады. Оның PolyNURBS технологиясы ерекше сипат, күрделі CAD дағдыларды қажет етпей, өшіріштің орамасын (байланыстырғыш пен функционалды беттерді) тез жасауға мүмкіндік береді.

4. Simufact Forming: Жасалымның Жалпылауышы

Ең жақсы: Әртүрлі үрдістермен (тарту, жалғау, тегістеу) айналысатын жасалым инженерлері.

Hexagon порфелінің бір бөлігі, Simufact Forming жаппайы фольгаға ғана емес, сонымен қатар кеңірек металл пішіндемені қамтитындықтан ерекше. Ол тең қабілетті соқ формалау (бекіту құралдары, болттар), ыстық тарту және біріктіру технологияларға (бұрғылау, нүктелік дәнеккіру).

Simufact «практик жұмысшылар үшін қолданыста болуға» баса назар аударады, яғни тапсырма орнату үшін сізге механика саласында докторлық дәреже қажет емес. Автоматты торлау мен қайта торлау мүмкіндіктері орнату уақытын қатты қысқартады және әртүрлі пішіндеу процестерімен жұмыс істейтін цехтар үшін идеалды нұсқа болып табылады.

5. PAM-STAMP: Экзотикалық процестер үшін маман

Ең жақсы: Әуе-космостық және күрделі пішіндеу (гидропішіндеу, созып пішіндеу).

ESI Group (қазір Keysight-тің бір бөлігі) әзірлеген PAM-STAMP күрделі процестерде икемділігімен танымал жоғарғы деңгейлі шешім. Ол стандартты штамптауды жақсы орындаса да, мыналар сияқты мамандандырылған салаларда ерекше көрінеді: түтікті иілу , гидроформинг (металды сұйық қысым көмегімен пішіндеу) және созып пішіндеу әуе-космостық панельдердің.

Ол процесс параметрлеріне дәл бақылау мүмкіндігін береді және әдетте стандартты автомобильге бағдарланған құралдар мүмкіндіктерінің шегіне жеткен жағдайларда қолданылады. Материалдар ғылымының шекарасын кеңейтуге тырысатын ғЗж командалары оның «аяғынан басына дейін» виртуалды өндіріс ортасын ұсынады.

Іздеуге болатын негізгі қасиеттер

Металлдың соғу үшін симуляциялық бағдарламаны таңдағанда, «дәлдік» беріледі. Нақты айырмашылық жұмыс үстеліңізбен сәйкес келетін нақты мүмкіндіктерде.

Бір кезеңді шешімдер мен Қадамды шешімдер

Шешімдер арасындағы айырмашылықты түсіну маңызды. Бір Бір кезеңді (кері) шешім соңғы 3D бөлшектің геометриясын алады да, бастапқы құралдың пішінін табу үшін жазады. Бұл өте жылдам (секундпен) және сұраныс пен орналастыру үшін өте жақсы, бірақ сызықтық деформациялық жолдың бар деп болжайды. Ал Қадамды шешім қалыптың жабылуының физикалық қозғалысын миллисекунд сайын симуляциялайды. Бұл қиындықтың шынайы тарихын, соның ішінде жұмыс бекітуі мен күрделі серпімділікті де, нақты ұзақ уақыт есептеуді қажет етеді.

Материал кітапханасы мен сипаттамасы

Жаман енгізу - жаман шығару. Кез келген симуляцияның дәлдігі материал деректерінің сапасына байланысты. Стандартты болат (CR, HR, DP, TRIP) және алюминий маркаларының толық кітапханасы бар бағдарламалық жасақтаманы іздеңіз. Алдыңғы қатарлы пайдаланушылар физикалық созылу сынақтарынан алынған Пішіндеу шегінің диаграммалары (FLD) және кернеу-деформация қисықтарын импорттауға мүмкіндік беретініне көз жеткізуі қажет.

Серпімді қалпына келу компенсациясының стратегиясы

Жоғары беріктіктегі болаттар үшін пружинденуді болжау жеткіліксіз; оны түзету қажет. AutoForm және Ansys сияқты алдыңғы қатарлы құралдар "автоматты компенсация" циклдерін ұсынады. Бағдарламалық жасақтама болжанған ауытқуды өлшейді және пружинденуді болдырмау үшін құрал бетін қарама-қарсы бағытта өзгертеді. Бұл мүмкіндік өзі ғана құралды қайта кесудің ондаған күнін үнемдей алады.

Тегін және Төлемді нұсқалар: Күтулерді басқару

Кездесетін іздеу сұранысы - "металл штамптау үшін тегін симуляциялық бағдарламалық жасақтама". Шынайы күтуді қою маңызды: өнеркәсіптік деңгейдегі штамптау симуляциясы тегін болмайды. Қарастырылатын физикалық үдерістер (сызықтық емес пластикалық қасиеттер, контакттық механика, анизотропия) әзірлеуге қымбат тұратын күрделі шешімдерді талап етеді.

Дегенмен, бастапқы нұсқалар бар:

• Жалпы FEA құралдары: FreeCAD немесе Fusion 360 сияқты бағдарламалық жасақтамада негізгі кернеу талдауы (сызықтық статикалық) бар, бірақ олар металдың ағын немесе пластиктің деформациясын дәлме-дәл модельдеуі мүмкін емес. Олар штамптау үшін тиімді емес.
• Бұлттық, пайдалану бойынша төлем: Кейбір сатушылар сіздің бөлшегіңізді жүктеп, бір реттік жұмыс істеу мүмкіндігі туралы есеп үшін шағын үшін төлейтін бұлттық модульдерді (мысалы, EasyBlank Cloud autoForm компаниясының ) ұсынады. Бұл толық лицензияға ие болуға қаражаты жетпейтін кіші цехтар үшін өте жақсы нұсқа.
• Академиялық лицензиялар: Ansys және Altair сияқты компаниялар тегін немесе арзан студенттік нұсқаларын ұсынады. Бұл нұсқаларды коммерциялық жұмыстарда пайдалануға болмаса да, интерфейс пен принциптерді үйрену үшін олар идеалды болып табылады.

Таңдау бойынша нұсқау: Сізге қай құрал сәйкес келеді?

Жеткізу тізбегіндегі сіздің рөліңізге байланысты таңдауыңыз анықталуы тиіс:

• Егер сіз өнімді құрастырушы болсаңыз: Таңдау Altair Inspire Form . Штифтің параметрлеріне түсіп қалмай, «бұл штамптелуі мүмкін бе?» деген сұраққа жауап беру үшін сізге жылдамдық пен ыңғайлылық қажет.
• Егер сіз штамп құрастырушы/құрал-жабдық инженері болсаңыз: Таңдау AutoForm немесе Ansys Forming . Сізге штамп бетін құру, тарту тостағанын оптимизациялау және серпімді деформацияны түзету сияқты терең мүмкіндіктер қажет.
• Егер сіз жұмыс шебі/өндіруші болсаңыз: Таңдау Simufact Forming сізде соққы мен штамптеу қоспасы бар болса. Оның жалпылау тәсілі әртүрлі машиналарда тиімділіктің жоғары деңгейін қамтамасыз етеді.
• Егерістік әуе кеңістігінде жұмыс істесеңіз: Таңдау PAM-STAMP гидроформалық және созылмалы формалар мүмкіндіктері үшін.

Соңында, бағдарламалық жасақтама шешім қабылдау үшін құрал болып табылады. Мақсат - капитал салымынан бұрын түрлі түсті кернеу картасын шығару ғана емес, сонымен қатар құрал дизайны бойынша «Жасау/Жасамау» шешімін қабылдау.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Тегістеу симуляциясы беттік ақауларды болжай ала ма?

Иә, заманауи симуляциялық бағдарламалық жасақтама скол, шок сызықтары мен шөгу белгілері сияқты беттік ақауларды болжауда өте тиімді. AutoForm сияқты құралдар автомобиль өнеркәсібіндегі Class-A сыртқы панельдер үшін маңызды осы сияқты нәзік ақауларды визуализациялайтын арнайы беттік талдау модульдеріне ие.

2. Сығылудың қаншалықты дәлдігі?

Серпімділік құбылысын болжау күрт жақсарды, бірақ ол материал моделіне әлдеқайда тәуелді. Егер симуляция дәл қаттылану қисықтары мен ағу критерийлерін (мысалы, Barlat 2000) қолданса, күрделі автомобиль бөлшектері үшін дәлдік +/- 0,5 мм шеңберінде болуы мүмкін. Дегенмен, партиядан-партияға өзгеретін материалдарды ескеретін «сенімді» процесті құру жиі жалғыз дәл болжаудан әлдеқайда маңызды.

3. Штамптау симуляциясын жүргізу үшін қандай құрылғылар қажет?

Бір кезеңді шешушілер стандартты ноутбукте жұмыс істей алатын болса да, толық қадамды симуляциялар станцияны талап етеді. Типтік ұсынылатын конфигурацияға көп ядролы процессор (8 немесе одан көп ядро), кем дегенде 32 ГБ (64 ГБ болса, тиімдірек) ОЗУ және арнайы кәсіби GPU кіреді. Көптеген заманауи шешушілер есептеу уақытын әлдеқайда қысқарту үшін параллельді өңдеуді қолдайды.