自主优化-更高水准的铸造和制芯过程仿真.pdf

FOUNDRYADr．2017V01．66 NO．4自主优化一更高水准的铸造和制芯过程仿真铸造仿真技术应用已经超过25年，铸造厂采用仿真工具优化铸件设计和制造工艺，取代费时和高成本的反复试验的错误做法。最近，新的包括有几种制芯工艺的砂芯制造和砂芯设计的仿真软件，已经纳入到仿真公司为铸造工业提供的软件工具中。这些新的制芯仿真工具与传统的铸造过程仿真软件相结合，将显著提高铸件质量，降低生产成本。迈格码(MAQ讧A)公司是仿真软件工具的领军者，现已将自主优化(autonomousoptimization)集成到这两类软件，即金属铸造和制芯仿真，并统一到其商业迈格码软件(MAGMASOFl@中。自主优化(autonomous optimization)是一种不需要经常地人为干预，就能让仿真工具自主执行多项仿真的技术。自主优化只需工程师对仿真设置一次，之后仿真工作就将自动运行一组工程师确定要运行的仿真。然后工程师分析这些结果，并且以非常容易评估的统计数据形式编辑这些结果。采用自主优化技术，仿真在优化进行的过程中，不需要工程师干预或者对几何形状和过程参数做任何改变。仿真软件自主地在设置时所设定的范围内制定这些过程参数，或者做出设计改变。这就让工程师只关注设定设置和评估结果这些重要的任务，从而免除像人工修改几何形状或者工艺参数这些繁琐乏味和重复性的工作。采用自主优化，工程师可以探索发现更大的设计空间(可能的几何形状和过程参数组合)，能使工程师找到最优的工装设计和工艺安排。自主优化能够更快地理解工艺过程和工装对铸件或者芯子质量或者成本的影响。自主优化通过及时回顾每一次设计变化和工艺更改造成的影响来理解工艺过程和工装对铸件或者芯子质量或者成本的影响。然后，优化的结果以视图形式进行编辑，所以结果可以应用统计工具互相比较。铸造工程师可以较之传统的仿真工具更快、更容易地识别变化趋势，能够更好地确定哪些过程参数或者工装几何形状特征对铸件或者芯子的质量和成本具有更重要的影响。铸件的铸造过程或者制芯过程总是在一定的工艺参数范围内 (wimin a certain processwindow)执行的，不总是在一个特定的工艺参数点。好的模样、工装或者芯盒安排需要弥补正常的工艺参数波动的影响，从而保证在整个工艺参数范围内都能够生产出质量好的铸件和芯子。传统的单次仿真只能描述一个特定的工艺点。如果要包括工艺参数范围的边界点，就需要工程师人工设置若干次仿真。现在，新的软件能提供非常快和非常简单的方法，自主运行所有必须的工艺参数，实质上就是运行一个实验设计，即设计好的实验或者实验设计(a Desi盟ofEXp谢ments(DOE))，以囊括整个工艺过程参数范围。工程师所必须提供的全部信息就是这些工艺参数可能变化的范围，然后按下按钮，这些参数的所有组合将会被全部运行。优化运行完成之后，工程师观察所有这些工艺参数的变化对铸件或芯子质量的影响，全都在同一时间内完成，以验证工艺参数范围的正确性或可靠性。较之传统的方法，这是一个快得多的过程，传统方法中每一次仿真都必须单个或者以成组形式(例如，一次四个仿真结果)进行评估。采用自主优化，工程师同时可以优化多个工艺参数。在铸造和制芯过程中，常常需要追求几个甚至是互相矛盾的目标，比如要获得高强度的芯子同时要降低工装设备磨损(即降低成本)。软件可以一边同时优化多个几何形状特征和过程参数，一边同时考虑多个目标。这有可能导致大量潜在的设计。要仿真所有的设计，时间是不允许的。取而代之的是，软件以非常有效的方式选择那些需要运行的设计特征和参数组合，找到最佳的解决方案。整个设计范围中，通常为了找到生产质量最高，成本最低的铸件或芯子的方案，只需要运行一小部分的设计就可以了。(来源：Ⅵ删．foundryInag．com；刘金城编译)万方数据