汽车铸件开发与数字技术的全面结合可以显著地提升铸造技术水平,缩短产品的设计和试制周期。
据了解,目前数字制造技术已经广泛应用于汽车铸件的开发。在铸件结构设计及铸造工艺设计阶段,Pro/E,CATIA,和UG 等三维设计软件已经获得了广泛的应用,部分先进的铸造企业已经实现了无纸化设计。MAGMA,ProCAST以及华铸CAE 等软件已经被广泛用于汽车铸件凝固过程、显微组织、成分偏析和材质性能等方面的模拟,还可以对铸造过程中的速 度场、浓度场、温度场、相场、应力场等方面的模拟,能够确保在批量生产前使工艺方案得到优化。
为适应汽车铸件快速开发的需求,在CAD/CAE的设计与开发的基础上,RP(快速原型技术)已经被广泛用于汽车铸件的快速试制。在获得CAD /CAE 原始数据后,采用逐层堆积的方法,通过粘结,熔结或烧结的方式获得铸件原型或形成铸件所需模具的原型。前者可用熔模铸造,石膏型铸造等方法试制 铸件样件,后者可直接作为模具制造砂芯,通过组芯造型而浇注出铸件。此外,还可以用粉料激光烧结法(SLS),直接完成砂芯和砂型的制作,从而获得铸件试 制所需要的砂型。对于结构相对简单的外模,还可以采用数控机床,用可加工塑料进行CAM加工,从而获得铸件试制所需的芯盒和模样,或是直接对砂块进行加 工,直接获得外模的砂型。
总体上说,数字化技术已经贯穿铸件的设计、开发以及试制的各个环节,有效提高了铸件的开发速度和效率。目前主要存在的问题是设计、分析和快速制造 等方面的数字化技术各自独立,当开发过程由一个阶段向另一个阶段转化时,还需要进行相当繁琐的数据转换工作。希望在将来能够针对铸件开发各个环节所应用的 数字化技术开发出统一的数据接口平台,建立标准化的数据转换标准,实现不同软件之间数据的无缝转换,从而更进一步的提高铸件的开发速度。