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功能全面擴(kuò)充，搭載針對砂型鑄造的全新鑄型內(nèi)氣體流動(dòng)解析功能，縮短開發(fā)周期并提高產(chǎn)品品質(zhì)
在凝固解析鑄型內(nèi)氣體流動(dòng)解析功能下的砂型鑄造模擬實(shí)例(鑄型內(nèi)氣壓分布)
日立產(chǎn)業(yè)控制解決方案有限公司(董事社長：木村 亨/以下簡稱：日立產(chǎn)業(yè)控制)宣布，將正式于2019年3月1日在日本市場推出鑄造模擬系統(tǒng)“ADSTEFAN Ver.2019”，并相繼于4月1日在印度、中國及東南亞地區(qū)上市。相比現(xiàn)行版本，“ADSTEFAN Ver.2019”不僅提升了性能精度，縮短了解析時(shí)間，還增加了針對砂型鑄造的鑄型內(nèi)氣體流動(dòng)解析功能�？蛇M(jìn)一步縮短鑄造開發(fā)周期并提升產(chǎn)品品質(zhì)。
“ADSTEFAN Ver.2019”有日文、英文、中文三種語言版本，面向全球的社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、運(yùn)輸機(jī)械、工業(yè)機(jī)械設(shè)備和機(jī)床的研究?設(shè)計(jì)?開發(fā)?制造單位，年均授權(quán)銷售目標(biāo)為150套。
“ADSTEFAN”是能夠?qū)﹁T件生產(chǎn)現(xiàn)場發(fā)生的鑄造缺陷進(jìn)行事前預(yù)測的鑄造模擬系統(tǒng)。能夠通過三維影像模擬演示位于鑄模內(nèi)肉眼無法直視到的金屬熔液流動(dòng)及凝固的狀態(tài)。從而降低試做次數(shù)、縮短開發(fā)時(shí)間、提升品質(zhì)。自“ADSTEFAN”于1999年面市以來，日立一直堅(jiān)持以客戶的需求為本，積極與學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、合作企業(yè)等共同研究開發(fā)，并活用研究成果不斷豐富“ADSTEFAN”的功能，改良產(chǎn)品性能，逐年進(jìn)行版本升級。
近年來，在汽車及運(yùn)輸機(jī)械、基礎(chǔ)設(shè)施等行業(yè)，基于滿足多樣化需求的新理念，產(chǎn)品開發(fā)速度不斷提升。隨之而來的是對構(gòu)成產(chǎn)品的各零部件在形狀復(fù)雜化、輕量化、耐久性提升，以及縮短交貨期、降低成本等方面的要求不斷提高，同時(shí)在鑄造模擬過程中，對于提升分析精度及作業(yè)效率的需求也越來越多。特別是通過砂型鑄造生產(chǎn)工業(yè)用零件的“ADSTEFAN”用戶們，希望對由金屬溶液所產(chǎn)生的熱量會(huì)使砂型內(nèi)的粘合劑*1受熱燃燒并產(chǎn)生氣體，造成鑄造缺陷的原因的氣體進(jìn)行流動(dòng)狀態(tài)的模擬。
針對砂型鑄造用戶，日立產(chǎn)業(yè)控制攜手日本東北大學(xué)安齋研究室共同開發(fā)了鑄型內(nèi)氣體流動(dòng)解析功能，可對鑄件凝固過程中鑄型內(nèi)所產(chǎn)生的氣體的流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行模擬。
此外，日立還聯(lián)合擁有諸多實(shí)驗(yàn)裝置的砂型鑄造領(lǐng)域?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)——日本巖手大學(xué)鑄造技術(shù)研究中心開展實(shí)證實(shí)驗(yàn)，切實(shí)驗(yàn)證了模擬功能的完成度，最終成功在“ADSTEFAN Ver.2019”中增加了這一功能。靈活運(yùn)用這項(xiàng)新功能，就可在把握氣體流動(dòng)狀態(tài)的基礎(chǔ)上展開產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
同時(shí)，作為既有功能的擴(kuò)充，還追加了移動(dòng)物體的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)功能，并提高了熔液流動(dòng)*2分析標(biāo)記波動(dòng)的精度，從而實(shí)現(xiàn)了更為貼近真實(shí)情況的模擬效果。在此基礎(chǔ)上，還進(jìn)一步提高了分析結(jié)果可視化的處理速度，縮短了分析時(shí)間。
基于以上新功能及既有功能的擴(kuò)充，新版本進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了研發(fā)周期的縮短及產(chǎn)品品質(zhì)的提升。
通過對“ADSTEFAN”的持續(xù)改良及銷售，日立產(chǎn)業(yè)控制今后將繼續(xù)對鑄造業(yè)的發(fā)展及全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
*1起到固定砂型作用。
*2將熔煉成為液態(tài)的金屬澆注進(jìn)鑄模時(shí)，液態(tài)金屬的流動(dòng)方式。
「ADSTEFAN Ver.2019」的特點(diǎn)
1.【新功能：凝固分析】鑄型內(nèi)氣體流動(dòng)分析功能
針對砂型鑄造，實(shí)現(xiàn)了對砂型內(nèi)粘合劑遇熱燃燒所產(chǎn)生氣體的流動(dòng)及壓力的分析�？梢詫鈮狠^高區(qū)域易發(fā)生的鑄造缺陷進(jìn)行預(yù)測，確保鑄造品質(zhì)。
2.【功能擴(kuò)充：金屬熔液流動(dòng)分析】移動(dòng)物體計(jì)測功能
針對影響金屬熔液的流動(dòng)方式及溫度變化的澆注勺*3、柱塞沖頭*4、擋板*5等的移動(dòng)狀態(tài)控制，追加旋轉(zhuǎn)移動(dòng)功能，和并行移動(dòng)功能相組合，從而實(shí)現(xiàn)更接近真實(shí)鑄造過程的金屬熔液流動(dòng)分析。
旋轉(zhuǎn)移動(dòng)功能的模擬示例
*3 澆注勺：將熔液(液體狀態(tài)的金屬)送入鑄型內(nèi)時(shí)所使用的勺狀工具。
*4 柱塞沖頭：將熔液(液體狀態(tài)的金屬)送入鑄型內(nèi)時(shí)所使用的圓柱形部件。
*5 擋板：將熔液(液體狀態(tài)的金屬)送入底部開孔的容器中時(shí)，確保熔液不會(huì)流出的栓。
3.【功能擴(kuò)充：金屬熔液流動(dòng)分析】標(biāo)記功能
標(biāo)記功能可對形成鑄造缺陷的源頭的氧化膜*6、冷卻斷裂*7進(jìn)行標(biāo)色顯示。新版本通過導(dǎo)入了專用物理模型，對氧化膜及冷卻斷裂的發(fā)生情況、金屬溶液內(nèi)的波動(dòng)情況進(jìn)行追蹤，從而實(shí)現(xiàn)更接近真實(shí)的鑄造模擬。
標(biāo)記功能的模擬示例
*6 金屬熔液接觸空氣后的生成物。
*7 柱塞沖頭所破壞的套管(在壓鑄(金屬鑄造法之一)過程中，向金屬模具中注入金屬熔液時(shí)，預(yù)先預(yù)留金屬熔液的筒狀部位)內(nèi)固化的氧化膜。
4.【功能擴(kuò)充：分析提速】將計(jì)算范圍指定功能及分析結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行整合處理
追加了可限定分析部位的計(jì)算范圍指定功能，同時(shí)還可將在并行分析中得到的分析結(jié)果數(shù)據(jù)，在分析實(shí)行中進(jìn)行整合處理，減少了文檔的導(dǎo)出導(dǎo)入。從而實(shí)現(xiàn)了分析結(jié)果可視化所需的時(shí)間，和“ADSTEFAN Ver.2018”相比，整體計(jì)算時(shí)間(分析時(shí)間+文檔導(dǎo)出導(dǎo)入時(shí)間)在金屬熔液流動(dòng)分析上縮短了44%，在凝固分析上縮短了36%*8。
“ADSTEFAN Ver.2018”整體計(jì)算時(shí)間對比圖
*8 根據(jù)日立產(chǎn)業(yè)控制的調(diào)查。壓鑄法，分析范圍2400萬Mesh，4CPU、200 Frame。
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