借助于德國亞琛的MAGMA Giessereitechnologie公司的最新版本MAGMASOFT? 5.4，這家全球領(lǐng)先的鑄造工藝優(yōu)化軟件供應商為鑄件設計、模具方案和穩健生產(chǎn)工藝的優(yōu)化提供了最新的功能齊全的工具。

       通過(guò)將邁格碼六步法和自主設計融入到軟件中，用戶(hù)能全面利用虛擬試驗來(lái)確保合理的決策，并對根本原因進(jìn)行分析。通過(guò)在軟件中指定定量目標和關(guān)鍵生產(chǎn)變量，可以很容易地在開(kāi)發(fā)全流程過(guò)程中實(shí)現鑄件設計、模具方案和穩健工藝設計的同步優(yōu)化。

為此，在新版本中已進(jìn)行全面改進(jìn)和提高，使用戶(hù)在采用該模擬軟件進(jìn)行自主設計變得更高效。

高壓鑄造的新求解器

       新版本軟件中的主要進(jìn)步是它在高壓鑄件的零件設計、模具開(kāi)發(fā)和工藝過(guò)程提供極大的支持。借助創(chuàng )新的TAG-網(wǎng)格劃分（真正的自適應幾何），MAGMASOFT? 5.4可以對幾何體靈活地劃分局部網(wǎng)格。新的算法考慮了高壓鑄造充型過(guò)程中金屬液體的自由表面、金屬粘度和對卷氣的預測，以便獲得更準確的結果。新的求解器可以同步計算不同的流體模型（如在鑄件充型過(guò)程中通過(guò)冷卻管的流體），并同時(shí)支持靈活邊界條件（沖頭運動(dòng)，擠壓）。

       借助這些特性，MAGMASOFT? 5.4能夠研究進(jìn)料過(guò)程，料管的幾何特征（圖1）。能夠優(yōu)化進(jìn)料參數，穩料時(shí)間，沖頭速度，以及速度切換點(diǎn)。

圖1：進(jìn)料過(guò)程以及壓室中料管的幾何特征

       考慮可用的機器性能（PQ2 圖）、壓鑄模中的排氣條件和完整的熱平衡（這對鑄件質(zhì)量至關(guān)重要），在工藝和模具設計的最初階段就可以進(jìn)行評估。

噴涂過(guò)程的模擬

       根據指定目標所需要的詳細度，MAGMASOFT? 5.4可從壓鑄模具和工藝開(kāi)發(fā)兩方面提供噴涂工藝的優(yōu)化：在早期產(chǎn)品優(yōu)化時(shí)采用從型腔均勻放熱的經(jīng)典方式，采用用戶(hù)定義靜態(tài)或活動(dòng)噴涂區的擴展方式，或考慮實(shí)際的具備單個(gè)回路、噴嘴位置和頭部編程移動(dòng)的噴頭。

       這樣能更精確評估噴涂對模具中熱平衡、鑄件和模具零部件變形或局部模具壽命的影響（圖2）。

圖2：噴涂過(guò)程的真實(shí)描述

       通過(guò)考慮冷卻介質(zhì)以及其進(jìn)口/出口條件、溫度和流動(dòng)速度，可以?xún)?yōu)化在冷卻管路內的流動(dòng)、模具輪廓的局部冷卻或隨形冷卻從而增加熱效應（圖3）。

圖3：針對冷卻管路內的介質(zhì)流動(dòng)和熱傳導預測

       MAGMASOFT? 5.4還提供一種適應于所有鑄造工藝的鑄件和模具之間熱平衡的直觀(guān)可視化功能，以便定量評估鑄造全過(guò)程、各工藝階段的能量交換，或針對特定的時(shí)間階段進(jìn)行評估（圖4）。

圖4：定量地分析鑄件和鑄型熱平衡數據

       由于融入壓鑄過(guò)程中的所有重要工藝步驟，虛擬的工藝鏈得到真實(shí)的表現：從鑄件開(kāi)模、淬火和冷卻，直到澆口和渣包的清理，到因鑄件機加工導致的殘余應力重新分布。

       通過(guò)計算鑄件和模具之間的接觸壓力，為模具設計提供支持，包括必要頂出力的預測（圖5）。

圖5：鑄件中頂出力和接觸壓力的預測

       同時(shí)無(wú)縫融入熱處理模擬。因此，可在開(kāi)發(fā)過(guò)程中通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)參數，或在型腔設計時(shí)考慮補償尺寸的變化，或通過(guò)設計熱處理支架探究鑄件變形的最小化方案（圖6）。

圖6：支持鑄件變形優(yōu)化的全工藝鏈

       類(lèi)似于局部致密層厚度的新質(zhì)量判據有助于提高壓鑄件設計的可靠性。

高壓鑄造之外的鑄造優(yōu)化

除了高壓鑄造綜合功能，MAGMASOFT? 5.4還提供用于鑄造優(yōu)化和工藝驗證的許多其他新的功能。

粘結劑分解和砂芯發(fā)氣的預測

       砂芯和造型材料中采用的粘結劑分解時(shí)在鑄造過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生氣體。

       由于粘結劑自身的分解以及砂芯的結構、芯頭的布置，這些氣體可能導致鑄件缺陷。對于復雜的成套砂芯，一般不容易了解和控制發(fā)氣量、砂芯的透氣性或排氣的大小及位置對缺陷形成可能產(chǎn)生的影響。

       MAGMASOFT? 5.4通過(guò)虛擬再現這一過(guò)程，進(jìn)而能系統地預測氣體相關(guān)缺陷的風(fēng)險。通過(guò)系統分析氣體形成、及其遷移和排氣條件，通過(guò)自主優(yōu)化預防由于粘結劑分解導致的鑄造缺陷（圖7）。

圖7：MAGMASOFT?計算粘結劑分解時(shí)產(chǎn)生的氣體（左）并預測由于氣體導致鑄件缺陷的風(fēng)險（右）

冒口下方的偏析和縮孔

       MAGMAsteel鑄鋼模塊能夠預測熱對流在鑄件內形成偏析的影響。鑄鋼件凝固期間的對流能大大改變溫度場(chǎng)，進(jìn)而改變鑄件內的補縮性能，大斷面的鑄鋼件尤為如此。MAGMASOFT? 5.4可以綜合計算對流和補縮。這可以更好地預測偏析和補縮性能，對于采用狹窄冒口頸的冒口尤為明顯（圖8）。

圖8：對流和補縮流動(dòng)（左）的綜合計算及其對鑄鋼件偏析（右）的影響

鋁合金顯微結構預測

       MAGMAnonferrous模塊預測鋁合金顯微結構的功能已經(jīng)被大大擴展。新的性能預測一定范圍內的Si, Cu, Mg, Zn以及大量其他元素對局部凝固性能的影響及其形成的微觀(guān)組織。在顯示冷卻曲線(xiàn)時(shí)，固相線(xiàn)和液相線(xiàn)溫度的可視化也能幫助用戶(hù)更好地分析結果。

便捷的軟件操作

       新版本全方面簡(jiǎn)化了MAGMASOFT?的使用：在幾何界面中，現在可以一次選擇和修改多個(gè)幾何體。這對于優(yōu)化幾何參數變量尤為明顯?？梢酝ㄟ^(guò)拉伸曲線(xiàn)創(chuàng )建一些復雜的面（如分割）。新的“切割刀具”功能是一種使得工程師能切割CAD或STL幾何體的強大工具。這對于將鑄件與澆口和澆冒系統分開(kāi)和在導入幾何體時(shí)分割模具數據尤為有用。幾何體數據庫已經(jīng)被大大擴展，現在可提供多樣化的幾何數據庫，以便優(yōu)化澆口和冒口或模具設計（圖9）。

圖9：參數化幾何體數據庫的重要增加和擴展

       在結果界面中，曲線(xiàn)結果的可視化和處理得到很大改進(jìn)，使得工程師能很容易根據需要快速地顯示不同曲線(xiàn)?？稍诠に囘^(guò)程模式中一直顯示這些曲線(xiàn)。軟件能很方便地比較不同項目和項目版本，也包括測量的數據?，F在可借助于3-D“氣泡”觀(guān)察充型期間虛擬粒子追蹤或夾雜物的移動(dòng)（圖10）。

圖10：針對指定工藝過(guò)程的直觀(guān)可視化曲線(xiàn)

       軟件通過(guò)3D的“氣泡”顯示充型過(guò)程中虛擬顆粒的或者夾雜的運動(dòng)軌跡（圖11）。