Simuliavimo programinė įranga metalo štampavimui: pirkėjo gidas 2025

TRUMPAI

Programinė įranga metalinių detalių formavimo modeliavimui naudoja baigtinių elementų analizę (BAŽ), kad iš anksto prognozuotų ir užkirstų kelią gamybos defektams, tokiems kaip plyšimai, raukšlėjimas ir atsitraukimas, dar prieš pradedant fizinį įrankių gaminti. Kuriant „skaitmeninį dvynį“ formavimo procesui, šios priemonės leidžia inžinieriams optimizuoti žaliavos išdėstymą, mažinti medžiagų atliekas ir sutrumpinti brangų formos derinimo etapą.

Daugumai profesionalių taikymų pramonės lyderiai yra AutoForm (geriausias automobilių pramonei visame procese), Ansys Forming (geriausias išsamiems patikrinimams naudojant LS-DYNA sprendėją), ir Altair Inspire Form (geriausias produktų konstruktoriams ir ankstyvojiems patikros etapams). Tinkamos priemonės pasirinkimas labiausiai priklauso nuo to, ar jūsų dėmesys skiriamas ankstyvajai dizaino realizuojamumui, išsamiam formos paviršiaus inžinerijai ar specializuotiems procesams, pvz., karščiui formuoti.

Kodėl verta investuoti į metalinių detalių formavimo modeliavimą?

Tradiciniame išspaudimo darbo procese „bandymas“ buvo fizinis, daug darbo reikalaujantis etapas. Formos gamintojai apdorodavo įrankį, įtvirtindavo jį spaudoje, išspausdavo detalę, aptikdavo plyšį ar raukšlę ir tada teptų ar suvirintų įrankį, kad jį pataisyti. Šis ciklas galėjo kartotis dešimtis kartų, užtrukdamas savaites delsto ir kainuodamas tūkstančius dolerių šiukšlių metalo bei darbo jėgos sąskaita.

Metalinių detalių išspaudimo modeliavimo programinė įranga paverčia šį tiesiaeigį procesą apskritu, skaitmeniniu darbo eigumu, vadinamu Virtualus prototipavimas . Patvirtinus procesą virtualiai, gamintojai pasiekia tris pagrindinius rezultatus:

• Skiriamasis iškrova: Pažangūs sprendėjai gali numatyti sudėtingas gedimo formas, tokias kaip plonėjimas, plyšimas (traškėjimas), raukšlėjimas ir paviršiaus defektai (slydimų linijos), tikslumu daugiau nei 95 %.
• Atsitraukimo kompensavimas: Didelės stiprybės plienai ir aliuminis yra nusipelnę tuo, kad formuojant „atsitraukia“. Modeliavimo programinė įranga apskaičiuoja šį tamprų atsigaunamumą ir automatiškai koreguoja formos paviršiaus geometriją, kad galutinė detalė atitiktų matmenų tolerancijas.
• Medžiagų optimizavimas: Turėdami tuščių detalių išdėstymo ir sąnaudų vertinimo modulius, inžinieriai gali sukti ir išdėstyti detales ritėje, kad maksimaliai panaudotų medžiagą, dažnai taupydamas didelius pinigus didelės apimties gamybos cikluose.

Galų gale modeliavimas užpildo spragą tarp skaitmeninio dizaino ir fizinės tikrovės. Nors programinė įranga suteikia veiksmų planą, jo vykdymui reikia tikslaus gamybos proceso. Vieni iš pirmaujančių automobilių pramonės partnerių, Shaoyi Metal Technology naudoja tokias pažangias gamybos galimybes, kad būtų užtikrinta perėjimas nuo greito prototipavimo prie masinės gamybos, užtikrinant, jog modeliavimo teorinė tikslumas būtų pasiektas galutinėje presavimo dirbtuvėje iki 600 tonų.

Geriausios metalo štampavimo modeliavimo programinės įrangos palyginimas

Rinka štampavimo modeliavimui yra specializuota, su keliomis vyraujančiomis įmonėmis, kurios aptarnauja skirtingus vartotojus – nuo produktų konstruktorių iki formų konstruktorių. Žemiau pateikiamas išsamių sprendimų, prieinamų 2025 m., apžvalga.

1. AutoForm: Automobilių pramonės standartas

Geriausiai tinka: Procesų inžinieriai, formų konstruktoriai ir sąnaudų vertintojai automobilių sektoriuje.

AutoForm yra plačiai laikomas pramonės standartu lakštinio metalo formavimo modeliavimui, ypač automobilių „karkaso“ (BiW) sektoriuje. Jo stiprybė slypi specializuotame fokuse; tai nėra universalus FEA įrankis, bet skirta platforma visam spaudimo technologiniam procesui.

Pagrindiniai bruožai apima AutoForm-Sigma for robustness analysis (ensuring the process works even with material variations) and AutoForm-Compensator for advanced springback correction. It allows for simultaneous engineering, enabling cost estimators to generate accurate quotes based on blank size and press tonnage even before detailed die designs are finalized.

2. Ansys Forming: The Validation Powerhouse

Geriausiai tinka: FEA specialists and engineers requiring deep physics validation.

Built on the legendary LS-DYNA sprendėjas, Ansys Forming siūlo „viskas viename“ platformą, sukurtą greičiui ir tikslumui. Nors LS-DYNA jau seniai yra aukso standartas eksplicitinei dinamikai (smūgio testavimui ir formavimui), Ansys Forming apjungia šią galią patogioje vartotojo sąsajoje, skirtoje būtent presavimui.

2025 m. leidimas pristatė naują Vienetapio analizės funkciją, leidžiančią atlikti ultra-greitus galimumo patikrinimus prieš pereinant prie pilnos inkrementinės simuliacijos. Tai daro jį universalų įrankį, gebantį tvarkyti viską – nuo paprasto iškirpimo iki sudėtingų daugiapakopės konfigūracijų su traukos juostomis ir pagalvėlėmis. Jis puikiai tinka tiksliai detalės apkrovos-įtempimo istorijos prognozavimui.

3. Altair Inspire Form: Konstruktorių pasirinkimas

Geriausiai tinka: Gaminio kūrėjai ir projektuotojai, atliekantys ankstyvuosius galimumo patikrinimus.

Altair Inspire Form (ankstesnis pavadinimas Click2Form) demokratizuoja modeliavimą. Skirtingai nuo sunkių inžinerinių sąsajų konkurentų, Inspire Form sukurtas būti intuityvus. Jis leidžia produktų dizaineriams per sekundes patikrinti „gamybiniškumą“, naudojant vieno žingsnio atvirkštinį sprendimą. Jei detalė turi neigiamą ištraukos kampą ar stiprų įlindimą, programinė įranga tuoj pat tai nurodo.

Išplėstiniam vartotojui ji taip pat siūlo mastelio keičiamą palaipsniui skaičiuojantį sprendimą virtualiam bandymui. Jos PolyNURBS technologija yra išskirtinis bruožas, leidžiantis greitai modeliuoti įrankių priematus (fiksatorius ir funkcines paviršių), nenaudojant sudėtingų CAD įgūdžių.

4. Simufact Forming: Gamybos universalas

Geriausiai tinka: Gamybos inžinieriai, dirbantys su įvairiais procesais (kalimas, sujungimas, štampavimas).

Bendrovės Hexagon portfolio dalis, Simufact Forming yra unikalus tuo, kad apima platesnį metalo formavimo diapazoną, ne tik lakštinį metalą. Jis vienodai efektyvus šaltosios formavimo (tvirtinimo elementai, varžtai), karštas kalimas , ir sujungimui technologijose (sukandinėjimas, taškinis suvirinimas).

Simufact pabrėžia „naudojimo patogumą praktikams“, tai reiškia, kad nereikia daktaro laipsnio mechanikoje, kad galėtum nustatyti užduotį. Automatinė tinklelių generacija ir pergeneracija žymiai sumažina paruošimo laiką, todėl ji yra idealus sprendimas dirbtuvėms, kurios tvarko didelį formavimo procesų asortimentą.

5. PAM-STAMP: Specialistas egzotiškiems procesams

Geriausiai tinka: Aviacija ir sudėtingas formavimas (hidroformavimas, tempimo formavimas).

ESI Group (dabar priklauso Keysight) sukurtas PAM-STAMP yra aukštos kokybės sprendimas, žinomas savo lankstumu. Nors jis gerai tvarko standartinį štampavimą, išsiskiria specializuotose srityse, tokiomis kaip vamzdžių lankymas , hidroformavimas (naudojant skysčio slėgį metalo formavimui), ir tempimo formavimas aviacijos skydelių.

Jis suteikia tikslų kontrolę virš procesų parametrų ir dažnai naudojamas ten, kur standartiniai automobilių pramonei skirti įrankiai pasiekia savo ribas. Jo „nuo pradžios iki galo“ virtualaus gamybos aplinkos sprendimą renkasi mokslinių tyrimų ir plėtros komandos, besistūmiančios medžiagų mokslo ribas.

Pagrindinės savybės, į kurias reikia atkreipti dėmesį

Pasirinkus metalų spausdinimo modeliavimo programinę įrangą, "tikslumas" yra savaime suprantama. Tikrieji skirtumai yra konkrečios savybės, kurios atitinka jūsų darbo srautą.

Vieno žingsnio ir laipsniško sprendimo metodai

Svarbu suprasti skirtumą tarp sprendėjų. A Vieno žingsnio (atvirkštinis) sprendėjas paima galutinę 3D dalies geometriją ir išlygina ją, kad rastų pradinį tuščią formą. Jis yra neįtikėtinai greitas (sekundės) ir puikus citatų ir siejimo, bet jis priima linijinį nuotėkio kelią. Į Įtraukiamasis sprendėjas imituoja fizinį statmenų uždarymo judėjimą žingsnis po žingsnio. Tai rodo tikrąją deformacijos istoriją, įskaitant darbo kietėjimą ir sudėtingą atšokimą, tačiau apskaičiuoti tai užtrunka žymiai ilgiau.

Materialinė biblioteka ir apibūdinimas

Mėsė iš, mėsė. Any simuliacijos tikslumas priklauso nuo materių datų kokybės. Ieškokite programinės, kuriai palaiko visaptę standartinių (CR, HR, DP, TRIP) ir aliuminio lelijų biblioteką. Palygėjęs naudotojas turėtu aseginti, kad programinė leidžia importuoti pasirinktinus Formos limito diagramas (FLD) ir tenzilinių testų pagrįstas tenzilinių krivės.

Atsilenkimo kompensavimo strategija

Augstojkaukuma tēlē, springback prognozē nav pietiekami; jūs nepieprasīts to koregēt. Vadošas rīki kā AutoForm ir Ansys piedāvā "automātisku kompensāciju" cilpas. Programmatūra izmēra paredzēto novirzi un deformē rīka virsmu pretējā virzienā, lai kompensētu springback. Tikai šī funkcija var ietaupīt vairākas nedēļas no manuāla rīka pārgriešanas.

Beplatība vs. Maksājama izvēles: Pārvaldīt gaidījumus

Biežs meklēšanas vaicājums ir par "beplatību simulācijas programmatūru metāla stempēšanai". Ir svarīgi noteikt reālus gaidījumus: industriālā līmeņa stempēšanas simulācija neeksistē bez maksājuma. Fiziniai reiškiniai (netiesinė plastika, kontaktinė mechanika, anizotropija) reikalauja sudėtingų sprendimo algoritmų, kurių kūrimas yra brangus.

Tačiau yra pradžios galimybių:

• Bendrieji FEA įrankiai: Programinė įranga, tokia kaip FreeCAD ar Fusion 360, turi pagrindinę įtempimo analizę (tiesinę statinę), tačiau negali tiksliai modeliuoti metalo srautas arba plastinio deformavimo. Jos netinka presavimui.
• Debesiją paslaugos, mokant už naudojimą: Kai kurie tiekėjai siūlo debesijos modulius (pvz., EasyBlank Cloud nuo AutoForm), kur galima įkelti detalę ir sumokėti nedidelę mokesčio sumą vienkartiniam realizuojamumo pranešimui. Tai puiki parinktis mažosioms dirbtuvėms, kurios negali sau leisti visavertės licencijos.
• Akademinės licencijos: Kompaiši Ansys ir Altair oferuje besplatnes vai zemas cenas studentu versijas. Kaut šīs nevar izmantot komerciālām darbām, tās ir ideālas mācīties sasknes un principus.

Atlasīšanas gida: Kura rīks ir piemērots tev?

Tava izvēle jāvada pēc tava lomas piegādes ķēdē:

• Ja tu esi produkta dizaineris: Pasirinkite Altair Inspire Form . Tev vajag ātrību un vieglumu, lai pārbaudīt “vai šo var pēcēt?”, neiegrimstot die parametros.
• Ja tu esi veidņu dizaineris / rīkošanas inženieris: Pasirinkite AutoForm arba Ansys Forming . Tev vajag dziļas funkcijas veidņu sejas dizainā, izstiepšanas kabeļu optimizācijā un atpakaļlieces kompensācijā.
• Ja tu esi darba veikals / ražotājs: Pasirinkite Simufact Forming ja tu dara maisījumu no kala un pēcēšanas. Tā vispārīgā pieeja nodrošina labāku ieguldījuma atdeves dažādās mašīnu veidos.
• Jei dirbate specializuotą aviacijos ir kosmoso pramonės darbą: Pasirinkite PAM-STAMP dėl jo gebėjimų hidroformavime ir tempimo formavime.

Galų gale, ši programa yra sprendimų priėmimo įrankis. Tikslas nėra tik sukurti spalvingą įtempimo žemėlapį, bet priimti „Vykdymo / Nevykdymo“ sprendimą dėl įrankio konstrukcijos prieš investuojant kapitalą.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Ar lyginimo modeliavimas gali prognozuoti paviršiaus defektus?

Taip, šiuolaikinė modeliavimo programinė įranga labai efektyvi numatant paviršiaus defektus, tokius kaip slydimo linijos, smūgio linijos ir įspaudos. Tokios priemonės kaip AutoForm turi specialius paviršiaus analizės modulius, kurie vizualizuoja šiuos mažus trūkumus, kurie yra kritiškai svarbūs automobilių pramonei klasių A išoriniams korpuso skyliams.

2. Kokia yra atsilenkimo prognozavimo tikslumas?

Atgalinio šokimo prognozavimas stipriai patobulėjo, tačiau labai priklauso nuo medžiagos modelio. Jei imitacijoje naudojamos tikslūs kietėjimo kreivės ir takumo kriterijai (pvz., Barlat 2000), tikslumas gali būti ribose ±0,5 mm sudėtingoms automobilių detalėms. Tačiau dažnai svarbiau sukurti „patikimą“ procesą, kuris atsižvelgtų į medžiagos pokyčius tarp partijų, nei vieną idealų prognozavimą.

3. Kokią įrangą reikia turėti, kad galėčiau paleisti presavimo imitaciją?

Kol vieno žingsnio sprendėjai gali veikti standartiniame nešiojamajame kompiuteryje, pilnos palaipsniui vykdomos imitacijos reikalauja stacionaraus darbo stoties. Tipiška rekomenduojama konfigūracija apima daugia branduolių turintį procesorių (8+ branduoliai), mažiausiai 32 GB (pageidautina – 64 GB) operatyviosios atminties ir atskirą profesionalią vaizdo plokštę. Daugelis šiuolaikinių sprendėjų taip pat palaiko lygiagretųjį apdorojimą, kuris žymiai sutrumpina skaičiavimo laiką.