Odlewanie do form trwałych - FLOW-3D
17664
page-template-default,page,page-id-17664,page-child,parent-pageid-17433,ajax_fade,page_not_loaded,, vertical_menu_transparency vertical_menu_transparency_on,qode-theme-ver-9.4.1,wpb-js-composer js-comp-ver-4.12,vc_responsive

Odlewanie do form trwałych

Formy trwałe

Różnica pomiędzy formami trwałymi i piaskowymi polega na możliwości wielokrotnego użycia form trwałych. Procesy odlewnicze z wykorzystaniem form trwałych to m.in. odlewanie pod wysokim ciśnieniem, pod niskim ciśnieniem, z przechylną formą (tilt pour), grawitacyjne. Istnieją dwa typy form trwałych, stalowe i grafitowe. Użycie odpowiedniego typu formy zależne jest rodzaju odlewanego materiału. Materiały stosowane na odlewy w formach stalowych to aluminium, stopy miedzi, cynku i magnezu. Odlewy powstające z form grafitowych najczęściej wykonane są ze stali i  żeliwa. Oprogramowanie FLOW-3D Cast umożliwia przeprowadzenia analizy płynięcia metalu, krzepnięcia i wzrostu naprężeń w odlewie i formie w celu usprawnienia procesu odlewniczego, skrócenia jego czasu i oszczędności czasu i pieniędzy.

Odlew ciśnieniowy
Odlew ciśnieniowy
Odlew niskociśnieniowy
Odlew niskociśnieniowy

Odlewanie wysokociśnieniowe

Spośród wielu technik odlewania metali, właśnie odlewanie pod wysokim ciśnieniem stanowi wyzwanie dla każdego oprogramowania symulacyjnego. Odlewane części charakteryzują się skomplikowaną geometrią zawierającą bardzo cienkie ścianki co znacząco wpływa na ilość komórek obliczeniowych, które muszą odzwierciedlić dokładny kształt geometrii odlewu i formy. Dodatkowo sam proces charakteryzuje się burzliwym przepływem metalu wynikającym z dużych prędkości i wysokiego ciśnienia. Metal po przekroczeniu szczeliny wlewowej jest rozpryskiwany po wnęce formy co skutkuje powstawaniem wad w postaci porowatości gazowej (spowodowanej zamknięciem powietrza w metalu) lub wtrąceń (wynikających z przechłodzenia cząstek metalu przed wypełnieniem wnęki formy). Oprogramowanie FLOW-3D Cast posiada wiele narzędzi znacząco poprawiających dokładność symulacji wtrysku metalu, umożliwiając użytkownikowi lepiej zrozumieć procesy zachodzące podczas wypełniania wnęki formy ciekłym metalem. Program wykorzystuje precyzyjny algorytm TruVOF, śledzący ruch powierzchni metalu odwzorowując dokładnie kształt strugi. Dokładne odwzorowanie skomplikowanej geometrii, charakterystycznej dla odlewów wysokociśnieniowych, umożliwia algorytm FAVOR™. Dodatkowo program posiada wiele modeli wykrywania wad napowietrzenie metalu, porowatość gazowa, porowatość skurczowa, mikroporowatość, wtrącenia.

Flow-3D CAST odlewanie wysokociśnieniowe
odlewanie-flow3d-cast-zmniejszone

Stabilizacja temperaturowa formy

Analizy cykliczności są niezbędne w odlewnictwie ciśnieniowym, gdyż forma jest wykorzystywana wielokrotnie, tworząc tysiące odlewów. Istotne jest utrzymanie stałej temperatury formy dla każdego cyklu odlewania, gdyż znaczna zmiana temperatury może spowodować odkształcenie, które prowadzić może do przekroczenia tolerancji wymiarowych odlewu. Oprogramowanie FLOW-3D Cast uwzględnia proces nagrzewania się formy w czasie wtrysku i krzepnięcia odlewu, natrysk powłok, przedmuch powietrzem oraz rozmieszczenie kanałów chłodzących olejowych, wodnych i powietrznych.

thermal die cycling flow 3d cast
shot sleeve optimization FLOW-3D CAST

Optymalizacja komory wtryskowej

Proces odlewania wysokociśnieniowego charakteryzuje się wykorzystaniem ruchu tłoka w komorze wtryskowej celem zwiększenia prędkości i ciśnienia  metalu w czasie wtrysku. Prawidłowo dobrany profil prędkości tłoka pozwala uniknąć przedwczesnego krzepnięcia metalu  i niepełnego wypełnienia wnęki formy. Zbyt duża prędkość tłoka powoduje zamykanie powietrza w metalu już w komorze wtryskowej, które następnie zostanie wprowadzone do wnęki formy tworząc napowietrzoną strugę metalu.

Symulacja wtrysku metalu

Najtrudniejszym wyzwaniem modelowania procesu wysokociśnieniowego jest dokładne odwzorowanie strugi metalu po przekroczeniu szczeliny wlewowej. Wysokie prędkości przepływu na szczelinach wlewowych powodują burzliwy przepływ metalu tym samym powodując ogromne wyzwanie  w odwzorowaniu strugi. Stosując algorytm TruVOF, możemy pomóc konstruktorom i technologom określić położenie układu wlewowego i przelewów w celu zapewnienia prawidłowego wypełnienia wnęki formy.

Filing simulation FLOW-3D
solidification FLOW-3D CAST2

Krzepnięcie

Oprogramowanie FLOW-3D Cast pomaga inżynierom analizować powstawanie porowatości skurczowej. Program umożliwia szczegółową analizę kierunkowości krzepnięcia w celu modyfikacji temperatury formy za pomocą układów chłodzących.

Odlewanie niskociśnieniowe

Odlewnie niskociśnieniowe jest procesem, w którym rura ceramiczna jest połączona ze stalową formą umieszczoną nad piecem. Zwiększając ciśnienie gazów neutralnych w piecu uzyskujemy zmianę wysokości lustra metalu w rurze ceramicznej stopniowo wypełniając wnękę formy. Oprogramowanie FLOW-3D Cast umożliwia analizę każdego etapu procesu łącznie ze wzrostem ciśnienia w piecu i jego wpływ na wypełnienie wnęki formy. Program uwzględnia również chłodzenie formy i ewakuację powietrza z wnęki formy podczas procesu wypełnienia.