現(xiàn)在、コンピュータソフトウェア、人工知能、シミュレーション解析ソフトウェアの精度と信頼性の発展に伴い、鋳造業(yè)界における金型流動(dòng)解析ソフトウェアの応用はますます一般的になっています。caeシミュレーション技術(shù)は、鋳造金型の開発と製品生産に広く使用されています。數(shù)値計(jì)算理論とGPU並列技術(shù)のブレークスルーは、現(xiàn)代の鋳造プロセスは、デジタルシミュレーションと物理実験の両輪駆動(dòng)の時(shí)代に入った。本稿では、高圧/低圧/重力鋳造の分野で著者のエンジニアリング経験23年、典型的なプロセスケースと組み合わせて、キーポイントのアプリケーションの実際の生産における金型流動(dòng)CAE技術(shù)の詳細(xì)な分析に基づいています。

鋳造シミュレーション技術(shù)と工學(xué)的境界條件の原理

鋳造プロセスは本質(zhì)的に、複雑な制約條件下での溶融金屬の非定常熱?物質(zhì)移動(dòng)プロセスであり、その數(shù)値シミュレーションには、Navier-Stokes方程式、エネルギー保存方程式、凝固相転移方程式を含む3次元連成モデルの確立が必要である。特に、以下の重要なパラメータは、工學(xué)的実踐において強(qiáng)調(diào)されなければならない：
インターフェイスの熱伝達(dá)率: 測定データおよびソフトウェアのデフォルト値の偏差は 40% まで、現(xiàn)場の口徑測定に熱流の調(diào)査を使用する必要があります
メルトレオロジー: ダイカストアルミ合金は、高速充填段階で著しい非ニュートン流體特性を示す。
凝固収縮の補(bǔ)正：合金の熱物性データベースと連攜した動(dòng)的反復(fù)計(jì)算が必要

鋳造シミュレーションCAEソフトウェア

金型流動(dòng)CAE技術(shù)とは、コンピュータ技術(shù)に基づく流體シミュレーション技術(shù)であり、數(shù)理モデルとアルゴリズムを用いて流體の流動(dòng)をシミュレーション?解析するものです。鋳造の分野では、モールドフローCAE技術(shù)は、流量、圧力分布、溫度場の変化などを含む、モールド內(nèi)の金屬流體の充填および凝固プロセスをシミュレートすることができ、エンジニアが鋳造プロセスをよりよく理解し、制御するのに役立ちます。

マグマソフト

MAGMASOFTソフトウェアは、鋳造業(yè)界を?qū)熼Tとするドイツの會(huì)社によって開発されたCAEシミュレーションソフトウェアです。このソフトウェアは キャスティング 鋳型の充填、凝固、冷卻、熱処理、応力とひずみの包括的なシミュレーションと分析。このソフトウェアのシミュレーション技術(shù)により、複雑な鋳造プロセスがデジタル化?視覚化され、鋳造者が観察?理解しやすくなります。同時(shí)に、計(jì)算速度も速くなり、ほぼ1営業(yè)日で計(jì)算が完了します。薄肉部品は問題ありません（薄肉製品のFLOW3D頭痛）、ソフトウェアの熱収縮の結(jié)果は正確ですが、ソフトウェアの流れはflow3dやprocastほどではありません。

代表的な用途： 自動(dòng)車用ステアリング?ナックル 低圧鋳造 プロセスの最適化
利點(diǎn)：獨(dú)自の「デュアルグリッド」技術(shù)により、計(jì)算効率を効果的にバランス（8時(shí)間で300萬グリッド）。
限界：複雑な鋳造システムの流量予測における偏差は、手動(dòng)で修正する必要がある。

フロー3d

FLOW3Dは米國で開発され、広く使用されています。FLOW3Dは、航空宇宙産業(yè)、金屬鋳造、コーティング、消費(fèi)者製品、マイクロインクジェットヘッド、船舶、MEMS、水力學(xué)などで広く使用されている汎用ソフトウェアです。FLOW3Dは、合理的なパラメータ設(shè)定で非常に高い精度でダイカスト鋳造に使用され、流動(dòng)精度は90%以上に達(dá)します。FLOW3Dは操作が簡単で、インターフェースや手順が少ないことが特長です。唯一の欠點(diǎn)は、計(jì)算時(shí)間が通常1日から3日と長くなることです。製品が非常に大きい場合（500mm*400mm*300mm）、計(jì)算には4日近くかかります。また、メッシュ処理に必要なコストも高くなります。韓國のソフトウェアanycastingと比較すると、誰もが流れの具現(xiàn)化がより似ていると感じる。しかし、細(xì)部の精度はanycastingよりはるかに高い。

ケース検証：93%の宇宙船用チタン合金鋳造圧延空気欠陥予測精度
VOFアルゴリズムの利點(diǎn)：薄肉部品の自由曲面トラッキングエラー<0.2mm
計(jì)算コスト：新エネルギー自動(dòng)車用モーターケーシング（620×480×320mm）全工程シミュレーション時(shí)間 98時(shí)間

プロキャスト

アメリカのProcast Software UES（UNIVERSALENERGY SYSTEM）社が開発した鋳造工程シミュレーションソフト。モジュール數(shù)が多く、スピードも速いのですが、メッシングがやや反人間的で、パラメータが網(wǎng)羅的で、入力に多くの人手を要します。他のCAE鋳造シミュレーション?解析ソフトと比較すると、マニュアルトランスミッションの運(yùn)転はオートマチックです。流れや熱収縮の面では、ソフトウェアのシミュレーション結(jié)果は比較的正確で、90%以上の精度の場合、現(xiàn)実に沿ったパラメータ設(shè)定を達(dá)成することができます。さらに高い。

エニーキャスティング

Anycastingは、Windowsオペレーティングプラットフォームに基づいて、特別に様々な鋳造プロセスのシミュレーションシステムのために開発された新世代の高度な鋳造シミュレーションソフトウェアシステムです。長年のアップグレードを繰り返し、強(qiáng)力なReal Flowソルバーと三次元?jiǎng)I理技術(shù)を持ち、ダイカスト、低圧鋳造、砂型鋳造など様々な鋳造プロセスをシミュレーションすることができ、ユーザーに効率的、正確で現(xiàn)実的な鋳造シミュレーション解析結(jié)果を提供します。

華氏 CAE

Huacasting CAEは華中科技大學(xué)內(nèi)にあり、30年以上の研究開発期間を経て、長期的な生産実踐の中で絶えず改良され、完成された統(tǒng)合ソフトウェアシステムである。鋳造裝入凝固過程の數(shù)値シミュレーション技術(shù)を核心として、鋳造造型過程の過程分析と品質(zhì)予測を行い、職人の鋳造過程の最適化を支援する。このソフトはコンピュータ上で鋳物の裝入凝固プロセスをシミュレーションし、鋳造プロセスで発生する可能性のある欠陥、例えばエアロール、スラグ巻き込み、砂流し、下注ぎ、冷偏析、引け、縮み、緩みなどを予測する。

現(xiàn)地化の利點(diǎn): 90% の國內(nèi)鋳物場の必要性をカバーする砂型で作るプロセス キット
実測データ：収縮予測と工業(yè)用CT結(jié)果の相関 R2=0.87
更新: GPUアクセラレーション?モジュールがコンピューティング効率を400%向上

典型的なエンジニアリング?アプリケーションのシナリオと価値の定量化

鋳造システムの最適化

エンジンブロックの高圧鋳造プロジェクトにおいて、従來のファンゲートでは金屬と液體が衝突する問題があることがF(xiàn)low3Dシミュレーションにより判明しました。段差注湯方式に最適化した結(jié)果
ロールガス欠陥率を121 TP3Tから2.31 TP3Tに低減
金型壽命延長 30%

凝固プロセス制御

マグマソフトを用いた鉄道鋳物の凝固シミュレーション：
プロセスの歩留まりが68%から82%に向上
X線透視検査の合格率が18ポイント上昇

ミクロ組織予測

Procastの二次開発モジュールに基づくアルミニウム合金ホイールの結(jié)晶粒度分布の予測に成功：
測定値と予測値の誤差 < 1.5レベル
熱処理プロセスの最適化によりエネルギーを節(jié)約 22%

技術(shù)開発の最前線と工學(xué)的提言

マルチフィジカルフィールドカップリング：流れ場-応力場-微小構(gòu)造のリアルタイムカップリングアルゴリズムを打破することが急務(wù)である。
デジタルツインの応用：企業(yè)は、プロセスパラメーター-シミュレーション結(jié)果-検査データのクローズドループ検証システムを確立することを勧められる。
國內(nèi)ソフトウェアのブレークスルー：砂型鋳造の分野で中國鋳造CAEは、國際的な先進(jìn)レベルに達(dá)している、優(yōu)先的に検討することをお?jiǎng)幛幛筏蓼埂?/p>