RINGKASAN

Perisian simulasi acuan automotif adalah alat kejuruteraan penting untuk mereka bentuk, mengesahkan, dan mengoptimumkan proses pembentukan logam kepingan dan pengecoran acuan. Ia memberi kuasa kepada pengilang untuk meramal dan mencegah kerosakan mahal seperti retakan atau kedutan sebelum sebarang perkakasan fizikal dicipta. Dengan memanfaatkan teknologi ini, syarikat dapat mengurangkan masa pembangunan secara ketara, menurunkan kos bahan, dan meningkatkan kualiti bahagian akhir. Penyelesaian terkemuka dalam bidang ini termasuk Ansys Forming, AutoForm, dan ProCAST, yang masing-masing menawarkan keupayaan khusus untuk keperluan pembuatan yang berbeza.

Apakah Simulasi Acuan Automotif dan Mengapa Ia Penting?

Perisian simulasi die automotif adalah sejenis kejuruteraan dibantu komputer (CAE) yang mewujudkan persekitaran maya untuk meniru keseluruhan proses pembuatan die. Dari mengetuk lembaran logam hingga melempar blok enjin yang kompleks, teknologi ini membolehkan jurutera melihat bagaimana bahan akan berkelakuan di bawah tekanan dan suhu pengeluaran yang sangat tinggi. Matlamat utama adalah untuk memastikan kebolehhasilannya reka bentuk bahagian, menangkap kegagalan berpotensi sebelum mereka membawa kepada percubaan fizikal yang mahal dan memakan masa di lantai kilang.

Kepentingan teknologi ini tidak boleh dilebih-lebihkan. Secara tradisional, pembangunan die bergantung pada percubaan dan kesilapan, proses yang boleh mengambil masa berminggu-minggu atau bulan. Seperti yang terperinci dalam laporan industri oleh MetalForming Magazine , satu syarikat mengenal pasti kegagalan sudut kritikal dalam simulasi yang akan menyebabkan kelewatan dua minggu dan kerja semula alat yang signifikan. Dengan memuatkan analisis ini terlebih dahulu, pengeluar boleh mengulangi reka bentuk secara digital dalam beberapa jam, bukan minggu.

Pulangan pelaburan adalah besar. Pensimulasi membantu mengoptimumkan penggunaan bahan dengan mengira saiz blank yang diperlukan secara tepat, mengurangkan sisa. Ia juga mengurangkan secara ketara keperluan ujian fizikal pada mesin tekan, menjimatkan masa mesin, buruh, dan tenaga. Sebagai contoh, Keysight mencatat bahawa pengguna perisian ProCAST untuk pengecoran acuan boleh mencapai penjimatan tahunan yang ketara dengan mengoptimumkan kitaran penyejukan dan mengurangkan kecacatan. Peralihan daripada pendekatan reaktif kepada pendekatan berjangka ini adalah asas kepada pembuatan automotif moden yang cekap.

Ciri dan Keupayaan Utama Perisian Pensimulasi Acuan Moden

Platform simulasi die moden menawarkan satu set alat komprehensif yang merangkumi keseluruhan aliran kerja pembangunan die. Apabila menilai perisian, jurutera mencari keupayaan khusus yang menangani pelbagai peringkat proses, dari kelayakan awal hingga pengesahan akhir. Memahami ciri-ciri ini adalah penting untuk memilih penyelesaian yang selaras dengan keperluan pengeluaran khusus anda, sama ada untuk die progresif atau penempaan satu tindakan besar.

Keupayaan utama biasanya termasuk:

• Reka Bentuk Permukaan Die: Ini merupakan proses kreatif dan berat kejuruteraan untuk mereka bentuk permukaan pengapit dan tambahan yang mengawal aliran logam semasa penempaan. Penyelesaian seperti AutoForm-DieDesigner khusus dalam menyediakan alat untuk mencipta dan mengubah suai permukaan kompleks ini dengan cepat.
• Pengesahan Proses: Perisian mesti mampu mensimulasi keseluruhan proses pembentukan berbilang peringkat. Ansys Forming menekankan aliran kerja dari hujung ke hujung, membolehkan pengguna mensimulasi proses lukisan, pemotongan, pelipatan, dan lompatan semula semua dalam satu platform tunggal.
• Saiz Blank dan Penempatan: Mengoptimumkan kepingan logam awal adalah penting untuk kawalan kos. Perisian seperti Dynaform menyediakan modul untuk kejuruteraan saiz blank bagi meminimumkan sisa bahan sebelum pengeluaran bermula.
• Ramalan dan Pampasan Lompat Balik: Selepas pembentukan, logam berkekuatan tinggi cenderung sedikit kembali ke bentuk asalnya. Ramalan lompat balik yang tepat serta alat untuk memampaskannya dengan mengubah geometri acuan merupakan antara ciri paling bernilai dalam perisian simulasi lanjutan.
• Analisis Cacat: Fungsi utama simulasi adalah untuk mengenal pasti kemungkinan cacat. Ini termasuk visualisasi isu seperti retak, kedutan, penipisan, dan penebalan menggunakan alat seperti Rajah Had Pembentukan (FLD).

Ciri-ciri ini membolehkan jurutera tidak sahaja mengesahkan rekabentuk tetapi juga mengoptimumkannya dari segi kos, kualiti, dan kecekapan. Keupayaan untuk menjana sebut harga dengan cepat berdasarkan pelan bahan dan proses yang tepat merupakan satu lagi kelebihan perniagaan penting yang ditawarkan oleh set alat terpadu ini.

Analisis Perbandingan Perisian Simulasi Acuan Automotif Terkemuka

Pasaran perisian simulasi acuan automotif adalah kompetitif, dengan beberapa pemain utama menawarkan penyelesaian yang disesuaikan dengan keperluan tertentu. Pemilihan perisian yang sesuai sering bergantung kepada proses pengeluaran utama (pencetakan lawan tuangan), ekosistem CAE/CAD sedia ada, bajet, dan tahap ketepatan yang diperlukan. Penyelesaian terkemuka yang dikenal pasti dalam pasaran masing-masing mempunyai kekuatan yang berbeza.

Berikut adalah pecahan pesaing utama:

Walaupun AutoForm terkenal kerana kekuatannya dalam reka bentuk permukaan acuan terperinci, Ansys Forming menawarkan kelebihan aliran kerja yang disederhanakan dan terpadu. Bagi perniagaan yang sangat bergantung pada penyelesai LS-DYNA untuk simulasi lain, Dynaform memberikan pilihan yang menarik dan terintegrasi dengan baik. Sementara itu, ProCAST menonjol sebagai pemimpin khusus untuk fizik yang sama sekali berbeza dalam proses pengecoran acuan. Pilihan terbaik akhirnya bergantung kepada penyelarasan kekuatan khusus ini dengan kaedah pengeluaran utama dan aliran kerja kejuruteraan syarikat tersebut.

Melaksanakan Simulasi: Aliran Kerja Langkah Demi Langkah

Pengintegrasian simulasi acuan ke dalam proses pembangunan melibatkan aliran kerja berstruktur yang menukar fail komponen digital kepada rekabentuk perkakas yang disahkan dan dioptimumkan sepenuhnya. Pendekatan sistematik ini memastikan semua isu pembuatan yang berpotensi dikenal pasti dan diselesaikan secara maya, mengurangkan keperluan pelarasan fizikal yang mahal pada kemudian hari.

Aliran kerja simulasi tipikal merangkumi langkah-langkah berikut:

1. Kebolehlaksanaan Bahagian dan Import CAD: Proses bermula dengan mengimport model CAD 3D komponen automotif. Analisis awal yang pantas (kerap dipanggil analisis 'satu-langkah') dijalankan untuk memeriksa kebolehbentukan umum bahagian tersebut dan mengenal pasti kawasan berisiko tinggi untuk koyak atau kedut.
2. Reka Bentuk Muka Acuan Konsep: Dengan menggunakan alat khusus dalam perisian, jurutera mereka bentuk permukaan tambahan dan pengapit yang akan memegang dan membimbing logam lembaran semasa operasi penempaan. Ini merupakan langkah kritikal yang menentukan bagaimana bahan mengalir ke dalam rongga acuan.
3. Simulasi Inkremental Penuh: Setelah muka acuan direka bentuk, simulasi penuh berbilang langkah dijalankan. Ini merupakan proses yang intensif dari segi pengiraan yang secara tepat memodelkan setiap peringkat operasi penempaan, bermula daripada pembungkusan pengapit dan penarikan sehingga operasi pemotongan dan pelipatan berikutnya.
4. Analisis dan Pengoptimuman Keputusan: Jurutera menganalisis output simulasi, mengkaji gambar rajah had pembentukan, plot penipisan, dan hasil lenturan balik. Jika ditemui kecacatan, mereka kembali ke langkah rekabentuk permukaan acuan, membuat pengubahsuaian dan menjalankan semula simulasi sehingga mencapai hasil yang optimum dan bebas daripada kecacatan.
5. Pengesahan Akhir dan Output Peralatan: Setelah proses disahkan, geometri permukaan acuan akhir dieksport untuk CAM dan pembuatan peralatan fizikal.

Proses digital berulang ini adalah asas kepada pembuatan moden. Pengeluar pakar dalam acuan tamparan automotif tersuai dan komponen logam , seperti Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd., menggunakan simulasi CAE lanjutan ini untuk memberikan peralatan dan bahagian berketepatan tinggi dengan tempoh pengeluaran yang lebih pendek serta kualiti luar biasa kepada OEM dan pembekal Tahap 1.

Soalan Lazim

1. Apakah perbezaan antara simulasi tamparan dan simulasi pengecoran?

Simulasi penempaan berfokus kepada perubahan bentuk plastik logam kepingan pada atau hampir pada suhu bilik. Ia menganalisis isu seperti keredaan, koyakan, dan kesan lenting balik. Sebaliknya, simulasi pengecoran memodelkan aliran logam lebur ke dalam acuan, pembekuannya, dan tegasan haba berkaitan untuk meramal kecacatan seperti keropos atau retak panas.

2. Bagaimanakah perisian simulasi mengurangkan kos perkakasan?

Perisian simulasi mengurangkan kos terutamanya dengan meminimumkan keperluan ujian fizikal dan kerja semula acuan. Dengan mengenal pasti dan membetulkan kecacatan rekabentuk secara maya, ia mengelakkan proses mahal pemesinan semula, penggilapan, dan pengujian acuan keluli yang berat. Ia juga membantu mengoptimumkan penggunaan bahan, seterusnya mengurangkan perbelanjaan.

3. Bolehkah simulasi meramal kesan lenting balik dengan tepat?

Ya, perisian simulasi moden telah menjadi sangat tepat dalam meramal kesan springback, terutamanya untuk keluli kekuatan tinggi lanjutan (AHSS) yang digunakan dalam aplikasi automotif. Model bahan yang tepat adalah penting untuk tujuan ini. Perisian tersebut kemudian boleh secara automatik menjana permukaan acuan yang dipampas untuk mengatasi kesan springback, memastikan komponen akhir memenuhi had geometri.