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低壓壓鑄製程的原理,是先將陶瓷管連接到上面的鋼模並延伸到下面的熔融金屬爐中,然後通過加壓迫使流體通過澆口向上加壓以填充模具。一旦鑄件凝固,空氣壓力就會降低,使得管中仍然呈液態的其餘金屬退回到金屬爐中。低壓鑄造產量高,可應用於較厚的鑄件(厚度可達 2.5mm)。低壓鑄造可獲得更好的表面品質,並且可利用高溫熱處理以提高鑄件強度。
藉由模具熱循環,填充和凝固(包括熱致應力和變形計算)模擬過程,FLOW-3D CAST 可應用於設計低壓鑄造。並且在生產前協助使用者找出更佳的設計,有助於通過數值模擬減少試驗及避免錯誤,讓設計能夠更快的進行生產。這兩者都有助於節省時間和降低成本。
熱循環分析
熱循環分析對低壓鑄造是必不可少的一環,模具長期隨著生產過程中的冷熱交替,使模具可能有變形導致產品尺寸不穩定的疑慮,要維持穩定的模具溫度具有一定的挑戰性。FLOW-3D CAST可以考慮模具加熱、不同冷卻條件(水冷、空冷)、吹氣、開模順序、鑲嵌件等因素,更準確、更有效的預測模具溫度分佈。
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熱循環模具溫度
充型分析
充型分析為製程中最重要的環節,需精確追蹤升壓過程及熔湯進入模腔充填後可能產生的缺陷問題,如:因結構高低落差造成的捲氣問題、熔湯氧化物的聚集、湯溫快速降溫導致充填不足,這些都是充填過程中重大的挑戰,而鑄造工程師可藉由FLOW-3D CAST的TruVOF方法和完整熱傳計算得到準確的結果,並進行模具設計及製程參數的修改,達到最佳化的效果。
充填分析:充填不足
凝固分析
FLOW-3D CAST協助鑄造工程師了解鑄件內部縮孔形成得過程和合金偏析。通過詳細的熱電偶溫度資料分析,確定模具是否需要增加或刪除冷卻系統,確定是否需要改變金屬入料溫度,以確保生產出無縮孔、無熱應力集中、低變形量和成分均勻的合格鑄件。
薄壁產品凝固收縮
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