TL;DR

Automobilu formu simulācijas programmatūra ir būtisks inženierijas rīks, lai projektētu, validētu un optimizētu loksnes metāla formēšanas un liešanas procesus. Tā ļauj ražotājiem paredzēt un novērst dārgas kļūdas, piemēram, plaisas vai rievas, pirms tiek izgatavoti jebkādi fiziski instrumenti. Izmantojot šo tehnoloģiju, uzņēmumi ievērojami samazina attīstības laiku, zemākas materiālu izmaksas un uzlabo gala daļu kvalitāti. Vadošās šajā jomā pieejamās risinājumi ietver Ansys Forming, AutoForm un ProCAST, no kuriem katrs piedāvā specializētas funkcijas atšķirīgiem ražošanas mērķiem.

Kas ir automašīnu formu simulācija un kāpēc tā ir svarīga?

Automobiļu matricu simulācijas programmatūra ir datorpalīdzētas inženierijas (CAE) veids, kas izveido virtuālu vidi, lai atkārtotu visu matricu ražošanas procesu. No metāla loksnes stampēšanas līdz sarežģītu dzinēju korpusu liešanai, šī tehnoloģija ļauj inženieriem redzēt, kā materiāli uzvedīsies lielā spiediena un temperatūras ietekmē ražošanas apstākļos. Galvenais mērķis ir nodrošināt detaļu konstrukcijas ražošanas iespējamību, identificējot potenciālas kļūmes pirms tās izraisa dārgus un laikietilpīgus fiziskus testus ražošanas telpās.

Šīs tehnoloģijas nozīme nevar pārvērtēt. Tradicionāli matricu attīstība balstījās uz mēģinājumu un kļūdu metodi, kas varēja aizņemt nedēļas vai pat mēnešus. Kā detalizēts nozares ziņojumā par MetalForming Magazine , viena kompānija identificēja kritisku stūra kļūmi simulācijā, kas citādi būtu izraisījusi divu nedēļu aizkavēšanos un ievērojamas rīku pārstrādes darbus. Veicot šo analīzi jau sākumā, ražotāji var digitāli iterēt dizainus stundu laikā, nevis nedēļās.

Ieguldījumu atdeve ir ievērojama. Simulācija palīdz optimizēt materiālu izmantošanu, precīzi aprēķinot nepieciešamo заготовки izmēru, samazinot atkritumus. Tā arī ievērojami samazina nepieciešamību pēc fiziskiem preses testiem, taupot mašīnu darbalaiku, darbaspēku un enerģiju. Piemēram, „Keysight“ norāda, ka tās ProCAST programmatūras lietotājiem, kas izmanto to liešanai, ir iespēja panākt ievērojamu gadskārtēju taupījumu, optimizējot dzesēšanas ciklus un samazinot defektus. Šis pāreja no reaktīva uz prognozējošu pieeju ir būtiska mūsdienu, efektīvas automašīnu ražošanas pamatā.

Mūsdienu matricu simulācijas programmatūras galvenās funkcijas un iespējas

Mūsdienu matricu simulācijas platformas piedāvā plašu rīku klāstu, kas aptver visu matricu izstrādes darbplūsmu. Vērtējot programmatūru, inženieri meklē noteiktas funkcijas, kas risina dažādas procesa stadijas, sākot no sākotnējās izpildāmības un beidzot ar galīgo validāciju. Šo funkciju izpratne ir būtiska, lai izvēlētos risinājumu, kas atbilst jūsu konkrētajām ražošanas vajadzībām, vai nu progresīvām matricām, vai lielām viendarbības spiešanas matricām.

Galvenās funkcijas parasti ietver:

• Matricas virsmas dizains: Šis ir radošs un inženierijas intensīvs process, kura laikā tiek projektētas fiksācijas un papildus virsmas, kas kontrolē metāla plūsmu spiešanas laikā. Risinājumi, piemēram, AutoForm-DieDesigner specializējas rīku nodrošināšanā, lai ātri izveidotu un modificētu šīs sarežģītās virsmas.
• Procesa validācija: Programmatūrai jābūt spējīgai simulēt visu daudzstāžu formēšanas procesu. Ansys Forming uzsver pilnu darbplūsmu, ļaujot lietotājiem simulēt dziļspiešanu, griešanu, malu veidošanu, atsperību un atsperību vienā platformā.
• Blanks izmērs un izkārtojums: Sākotnējā metāllapas blanka optimizēšana ir būtiska izmaksu kontrolei. Programmatūra, piemēram, Dynaform nodrošina moduļus blanka izmēru inženierijai, lai minimizētu materiālu atkritumus jau pirms ražošanas uzsākšanas.
• Atgriezīšanās prognozēšana un kompensācija: Pēc formēšanas augstas stiprības metāli mazliet atgriežas no paredzētās formas. Precīza atgriezīšanās prognozēšana un rīki, lai to kompensētu, mainot veidņu ģeometriju, ir vienas no vērtīgākajām funkcijām modernā simulācijas programmatūrā.
• Defektu analīze: Simulācijas pamatfunkcija ir potenciālo defektu identificēšana. Tas ietver problēmu vizualizēšanu, piemēram, plaisas, rievas, atslāpināšanos un sabiezēšanos, izmantojot tādas rīkus kā Formēšanas robežu diagramma (FLD).

Šīs funkcijas ļauj inženieriem ne tikai pārbaudīt dizainu, bet arī optimizēt to izmaksu, kvalitātes un efektivitātes ziņā. Spēja ātri ģenerēt piedāvājumus, pamatojoties uz precīzu materiālu un procesa plānu, ir vēl viena būtiska biznesa priekšrocība, ko piedāvā šie integrētie rīku komplekti.

Vadošo automašīnu formu simulācijas programmatūras salīdzinošā analīze

Tirgus automašīnu formu simulācijas programmatūrai ir konkurētspējīgs, ar vairākiem galvenajiem dalībniekiem, kas piedāvā risinājumus, kas pielāgoti konkrētām vajadzībām. Pareizās programmatūras izvēle bieži ir atkarīga no primārā ražošanas procesa (iezīmēšana pret lietošanu), esošā CAE/CAD ekosistēmas, budžeta un nepieciešamā precizitātes līmeņa. Tirgū identificētajiem vadošajiem risinājumiem katram ir savas atšķirīgās stiprās puses.

Šeit ir galveno pretendentu sadalījums:

Kaut arī AutoForm ir pazīstama ar savu stiprību detalizētā matricas dizaina veidošanā, Ansys Forming piedāvā priekšrocību ar plūstošu, vienotu darba procesu. Uzņēmumiem, kas citām simulācijām lielā mērā balstās uz LS-DYNA risinātāju, Dynaform piedāvā pārliecinošu un labi integrētu izvēli. Savukārt ProCAST izceļas kā specializēts līderis pilnīgi atšķirīgai fizikai – formu liešanai. Galu galā labākais izvēles variants ir tas, kurš vislabāk saskan ar konkrētajām uzņēmuma ražošanas metodēm un inženierijas darba plūsmām.

Simulācijas ieviešana: soļi pa solim

Veiksmīga matricu simulācijas integrēšana attīstības procesā ietver strukturētu darba plūsmu, kas pārvērš digitālo daļas failu par pilnībā validētu un optimizētu rīka dizainu. Šis sistēmiskais pieeja nodrošina, ka visi potenciālie ražošanas traucējumi tiek identificēti un novērsti virtuāli, minimizējot nepieciešamību pēc dārgām fiziskām korekcijām vēlāk.

Tipiska simulācijas darba plūsma ietver šādus soļus:

1. Detaļas iespējamība un CAD importēšana: Process sākas ar automašīnas komponenta 3D CAD modeļa importēšanu. Tiekt veikta sākotnēja, ātra analīze (bieži saukta par „viensoļa” analīzi), lai pārbaudītu detaļas vispārējo formējamību un identificētu augsta riska zonas pārrāvumiem vai rievām.
2. Konceptuālā matricas virsmas dizains: Izmantojot speciālas programmatūras rīkus, inženieri izstrādā pievienojumus un žņaugu virsmas, kas turēs un vadīs plāksnes metālu žāvēšanas operācijas laikā. Šis ir kritisks solis, kas nosaka, kā materiāls plūdīs matricas dobumā.
3. Pilna pakāpeniska simulācija: Kad matricas virsmas ir izstrādātas, tiek palaista pilna daudzsoļu simulācija. Šis ir aprēķinos intensīvs process, kas precīzi modelē katru žāvēšanas operācijas posmu — sākot no sākotnējā žņaugu aptinuma un velkšanas līdz turpmākām griešanas un liekšanas operācijām.
4. Rezultātu analīze un optimizācija: Inženieri analizē simulācijas rezultātus, pētot veidošanās ierobežojumu diagrammas, atšķīruma grafikus un atgriešanās rezultātus. Ja tiek konstatēti defekti, viņi atgriežas pie matricas dizaina posma, veic izmaiņas un atkārtoti palaist simulāciju, līdz tiek sasniegts optimāls, bez kļūdām rezultāts.
5. Galīgā validācija un instrumentu izvade: Kad process ir validēts, tiek eksportēta gala matricas virsmas ģeometrija CAM un fiziskā instrumenta ražošanai.

Šis iteratīvais digitālais process ir pamatā mūsdienu ražošanai. Ekspertu ražotāji pasūtījuma automašīnu štancēšanas matricas un metāla komponentes , piemēram, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd., izmanto šīs modernās CAE simulācijas, lai piegādātu augstas precizitātes instrumentus un detaļas ar saīsinātiem piegādes laikiem un izcilu kvalitāti OEM un Tier 1 piegādātājiem.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir atšķirība starp štancēšanas simulāciju un liešanas simulāciju?

Stempēšanas simulācija koncentrējas uz plākšņu metāla plastisko deformāciju istabas temperatūrā vai tās tuvumā. Tā analizē problēmas, piemēram, raušanu, pārrāvumus un atspirgtību. Ielejšanas simulācija savukārt modelē kausēta metāla plūsmu veidnē, tā sacietēšanu un saistītos termiskos spriegumus, lai prognozētu defektus, piemēram, porozitāti vai karstos plaisājumus.

2. Kā simulācijas programmatūra samazina rīku izmaksas?

Simulācijas programmatūra samazina izmaksas galvenokārt, mazinot nepieciešamību pēc fiziskiem pārbaudījumiem un matricu pārstrādi. Identificējot un labojot dizaina trūkumus virtuāli, tiek izvairīts dārgs process, kas saistīts ar smagu tērauda matricu pārapstrādi, pulēšanu un testēšanu. Tā arī palīdz optimizēt materiālu izmantošanu, vēl vairāk samazinot izdevumus.

3. Vai simulācija precīzi var prognozēt atspirgtību?

Jā, mūsdienu simulācijas programmatūra ir kļuvusi ļoti precīza atsperības efekta prognozēšanā, jo īpaši attiecībā uz lietojumu automašīnu ražošanā izmantotajiem augstas stiprības tēraudiem (AHSS). Šim nolūkam ir būtiski precīzi materiālu modeļi. Pēc tam programmatūra automātiski var ģenerēt kompensētas matricu virsmas, lai novērstu atsperības efektu un nodrošinātu, ka gala daļa atbilst ģeometriskajām tolerancēm.