Riešenie zlievarenských problémov

S našim riešením odlievania máte možnosť úspešne vyriešiť problém hneď na prvý pokus, aj zvýšiť produktivitu a profitabilitu.

ESI nástroj numerickej simulácie procesov odlievania, ESI ProCAST ponúka kompletný súbor riešení pre zlievarne. Pokročilý nástroj ESI ProCAST , ktorý je výsledkom viac ako 25 ročnej spolupráce s hlavnými priemyselnými partnermi a akademickými inštitúciami celosvetovo, ponúka rozsiahlu sadu modulov a zlievarenských nástrojov, aby bolo možné spĺňať dnešné náročné požiadavky priemyslu. ESI ProCAST založený na báze výkonnej technológie metódy konečných prvkov umožňuje prediktívne vyhodnocovanie celého procesu odlievania, včítane chýb počas plnenia a tuhnutia, mechanických vlastností a deformácií zložitých súčiastok. Tiež umožňuje rýchlu vizualizáciu vplyvu zmien konštrukcie a poskytuje základ pre prijímanie správnych rozhodnutí, a to od počiatočného štádia výrobného procesu. ESI ProCAST umožňuje modelovanie všetkých procesov odlievania pre všetky typy liatin, a tiež rieši ďalšie výrobné procesy dôležité pre zlievarne, ako napríklad vyfukovanie jadier alebo tepelné spracovanie.

Visual-Environment: Efektívne a produktívne rozhranie

Nástroj numerickej simulácie odlievania od ESI, ProCAST, je plne integrovaný do otvoreného kolaboratívneho inžinierskeho prostredia Visual-Environment, ktoré umožňuje interoperabilitu a prepájanie medzi softvérmi odlievania a inými simulačnými disciplínami. V rámci Visual-Environmentu nájdete Visual-Mesh, Visual-CAST, Visual-Viewer a Visual-Process.

Visual-Mesh je dodávaný s algoritmom načítania CAD dát aj so špecifickými nástrojmi uľahčujúcimi prepojenie medzi CAD rozhraniami a operáciami sieťovania.

Visual-CAST poskytuje sprievodcu algoritmu kontroly dát určené pre zlievarne, ktoré pomáhajú užívateľom nastaviť celý proces odlievania. K dispozícii je aj rozsiahla materiálová databáza so štandardnými a najpoužívanejšími zliatinami, nástrojmi, chladítkami, pieskovými formami a jadrami, keramikou, filtrami, izoláciami a exotermickými obkladmi. Navyše je tiež vybavený jedinečnou kalkulačkou termodynamickej materiálovej databázy, ktorá na základe zadaného chemického zloženia zliatiny automaticky určí všetky materiálové parametre závislé na teplote, potrebné na presnú simuláciu procesov odlievania.

Visual-Viewer je úplné, produktívne a inovatívne rozhranie na vyhodnocovanie výsledkov pre zlievarenské aplikácie s jedinečným riešením, ktorým máte pod kontrolou vykresľovanie výsledkov aj animácie. Umožní Vám zvýšiť produktivitu vašim zlievarenským inžinierom vykonávaním automatických operácií a generovaním reportov šitých na mieru vo viacstrannom viacokennom prostredí.

S našim riešením odlievania máte možnosť úspešne vyriešiť problém hneď na prvý pokus, aj zvýšiť produktivitu a profitabilitu.

Štruktúra softvérového balíka ProCAST

Základný súbor

Grafické užívateľské rozhranie, Materiálové databázy

Optimalizačné riešiče a nástroje návrhu foriem kompletujú súbor programov ProCAST , pričom všetky ponúkané moduly sú k dispozícii v jednotnom grafickom prostredí - Visual Environment, ktoré podporuje štandardné a intuitívne pracovné postupy.

Riešič prúdenia

A Visual-CAST poskytuje pre užívateľov intuitívne rozhranie pre nastavenie ich procesov odlievania. Hydraulické, teplotné a kontaktné podmienky sú definované na plochách alebo objemoch. Model môže byť kompletne presieťovaný bez straty nastavenia modelu. Vlastnosti a parametre môžu byť znovu získané z obsiahlej databázy popisujúce:

Tepelný riešič

Visual-CAST tartalmaz továbbá je tiež vybavený jedinečnou kalkulačkou termodynamickej materiálovej databázy, ktorá na základe zadaného chemického zloženia zliatiny automaticky určí všetky materiálové parametre závislé na teplote, potrebné na presnú simuláciu procesov odlievania.

Geometria & sieťovanie

Všetky samostatné prvky formy (jadro, náliatky, vtoková jamka, chladítka) sú automaticky zostavené v QuikCASTe. Automatický generátor objemových výpočtových sietí dokáže v priebehu niekoľkých minút vytvoriť blokovo štruktúrovanú výpočtovú sieť, ktorá sa používa pre výpočet plnenia foriem a tuhnutie odliatku.

Špecifický proces

Kontinuálne odlievanie

ProCAST predstavuje komplexné riešenie pre proces kontinuálneho a polokontinuálneho liatia, včítane simulácie procesu priameho kokilového odlievania. Softvér dokáže simulovať podmienky za ustáleného stavu rovnako, ako aj počiatočnú a konečnú fázu procesu kontinuálneho liatia. K bádaniu procesu kontinuálneho liatia je k dispozícii aj algoritmus MiLE. ProCAST tiež ponúka jedinečné schopnosti: užívateľské funkcie, ktoré umožňujú skúseným koncovým užívateľom naprogramovať ich špecifické procesné požiadavky. Napríklad vďaka užívateľským funkciám je možné definovať okrajové podmienky závislé od času, teploty a polohy, čím je možné presne modelovať hocijaký špecifický proces odlievania.

Odstredivé liatie

Odstredivé a Coriolisove sily v ProCAST sú zohľadnené pri modelovaní vertikálneho odstredivého liatia, včítane vplyvu týchto síl na predikciu porozity.

Modelovanie polotuhej fázy (Lost Foam)

ProCAST je vybavený rôznymi modelmi na riešenie rôznych problémov fyziky modelovania polotuhej fázy.

Technológia lost foam

ProCAST obsahuje v sebe všetky potrebné vlastnosti na zohľadnenie efektu interakcie tekutého kovu a peny počas procesu odlievania s vytaviteľným modelom.

Vstreľovanie jadier

Vyvinuté v spolupráci s: Ashland, CTI, CTIF, IMFT, Infun, Laempe, Teksid a Weir Foundries. Modul vyfukovania jadier je schopný predikovať vady spojené so vstreľovaním a prefukovaním jadier, vrátane neúplného vstrelenia, slabého upechovania, prípadne nedokonalého vytvrdzovania.

Rozhodovací proces

Optimalizácia

Konštrukčná optimalizácia automaticky nájde optimálny tvar pre:

Optimalizácia procesu automaticky nájde tie najlepšie parametre procesu pre:

Pre také užívateľom definované ciele ako sú minimalizácia pórovitosti, zvýšenie životnosti formy, minimalizácia oxidov, zabránenie zahlcovaniu vzduchu v tlakovej komore atď...

Inverzné modelovanie

Inverzné modelovanie umožňuje automatické výpočty materiálových parametrov alebo okrajových podmienok (napr. súčiniteľa prestupu tepla) založených na nameraných teplotách v konkrétnom mieste alebo čase.

Koncepcia vtokovej sústavy

Ponúka zlievačom možnosť porovnávať robustnosť daného procesu s prirodzenými variantami, ktoré sa vyskytujú na dielni (napr. liacia teplota taveniny). Táto aplikácia automaticky spustí sériu výpočtov zohľadňujúcich tieto prirodzené varianty a vedie užívateľa procesným oknom, ukazujúc minimálnu a maximálnu mieru povolenej odchýlky v procese s cieľom dosiahnutia požadovaných výsledkov.

Fyzikálne pokročilá analýza

Termodynamické databázy

Modul rozšírenej databázy zliatin COMPUTHERM – materiálová databáza Fe, Al, Ni, Mg,Cu Sprístupnenie algoritmu pre výpočet teploty tuhnutia a tavenia (solidu a likvidu), podielu tuhej fázy, tepelnej vodivosti, hustoty, entalpie a viskozity. Zohľadňuje i segregačné pochody v tavenine.

Riešič napätia

Umožňuje analýzu tepelných a fázových napätí na základe elastického, elasto-plastického a elasto-viskoplastického materiálového modelu s lineárnym a nelineárnym izotropným a kinematickým modelom spevnenia. Analýza zvyškových napätí, plastických deformácií a konečnej deformácie odliatku, vzniku trhlín a prasklín v odliatku. ProCAST umožňuje jedinečné prepojenie medzi výpočtami teplotných polí, prúdení a napätí. Komplexná analýza sa vykonáva simultánne na rovnakej sieti. Pomocou ProCASTu je možné skúmať teplotné namáhanie formy v priebehu plnenia formy, rovnako ako vplyv vznikajúcej medzery medzi odliatkom a formou v priebehu tuhnutia. Trhliny, plastické deformácie, zvyškové napätia a zmrašťovanie sú niektoré z problémov, ktoré sú v súčasnosti skúmané našimi priemyselnými partnermi - zákazníkmi.

Plyny a mikropórovitosť

Vyvinuté v spolupráci s: Assan, Doncasters, Elkem, EPFL, Hydro Aluminium, Pechiney, Rolls-Royce, Sintef, Snecma a VAW. Väčšina simulačných riešení obmedzuje predikciu pórovitosti na vznik stiahnutín. ProCAST je prvý komerčný softvér, ktorý má implementovaný fyzikálne založený prístup modelovania stiahnutín a plynovej pórovitosti. Obsahuje modul zameraný na segregáciu plynov spoločne so zohľadnením rozpustnosti plynov vrátane nukleácie zárodkov.

Mikroštruktúra a tepelné spracovanie

Tvorba mikroštruktúry je dôležitým javom vplývajúci na konečné vlastnosti odliatku. ProCAST umožňuje výpočet aktuálneho zloženia fáz – objemový podiel jednotlivých fáz, veľkosť zrna, tvar zŕn – ktoré v konečnom dôsledku určujú mechanické vlastnosti odliatku. Fázová transformácia a k nemu prislúchajúce mechanické vlastnosti počas tepelného spracovania môžu byť simulované pomocou ProCASTu využitím modelov založených na diagramoch izotermického- (IRA) resp. anizotermického rozpadu austenitu (ARA). Riešič mikroštruktúry tiež vypočítava makrosegregáciu založenú a báze chemického zloženia odliatku. Tento nástroj tepelného spracovania, pôvodne vyvinutý v rámci inštitútu Rio Tinto Alcan, dokáže spočítať mechanické vlastnosti (Rp, Rm, A % a HB) v celom rozsahu tepelného spracovania T4, T6 a T7 so zohľadnením obsahu Mg a parametrov vytvrdzovania pre zliatiny hliníka A356/357.

Štruktúra zŕn

Vyvinuté v spolupráci s: ABB, AETC, EPFL, Howmet, PCC, Rolls-Royce a Snecma. Štruktúra odliatkov je dôležitý parameter pre kontrolu podmienok odlievania a optimalizácie vlastností produktu. ProCAST vypočítava štruktúru zrna, včítane kolumnárnych a rovnoosích prechodov, a to pre každý druh dendritických zliatin. Umožňuje kontrolu podmienok tuhnutia s cieľom vytvorenia jediného kryštálu alebo smerového tuhnutia štruktúry zrna. ProCAST spája Cellular Automation model (CA) s výpočtami prenosu tepla metódou konečných prvkov (FE). Z tohto dôvodu sa o tomto module často medzi priemyselnými odborníkmi hovorí ako o module CAFE.