10.3.1 Indata vid pressgjutssimulering

För att genomföra en gjutsimulering krävs indata för beräkningsmodellen som är en förenkling av verkligheten. Ju mer detaljerad man gör beräkningsmodellen desto mer noggranna blir simuleringsresultaten men även beräkningstiden. Beräkningstiden är också styrt av vilken storlek på mesh som används i modellen.

Nedan listas exempel på olika indata som man kan mata in beroende på hur detaljerad simulering man vill genomföra.

CAD

Geometrin läses in i olika filformat varav STL är vanligast. Komponentens geometri är givetvis ett minimum om man ska göra en stelningssimulering. Man kan dessutom läsa in geometri på:

  • tablett, gjutkanal och inlopp
  • avluftningssystem för evakuering av innesluten luft (se bild och film längre ned).
  • fyllkammare
  • pressgjutverktyget med tillhörande kylkanaler, (se bild nedan).

Verktyg med tillhörande kylkanaler.

Avluftningssystem för evakuering av innesluten luft.

 

Materialdata

För gjutsimuleringar krävs att man har materialdata som en funktion av temperatur. För att räkna på spänningar i komponent och verktyg krävs mer materialdata än för gjutsimulering. Vanligast förekommande material finns oftast i mjukvarornas materialdatabas. De flesta programmen tillåter även att man modifierar materialdata om det är nödvändigt.

 

Processparametrar

Pressgjutning är en väldigt komplex tillverkningsmetod med många olika parametrar som påverkar den slutgiltiga komponentens egenskaper. Simulering gör att man på ett snabbt och effektivt sätt kan studera de olika parametrarnas inverkan. Nedan ges exempel på processparametrar som kan matas in:

  • smältatemperatur
  • gjutflöden
  • skottkurva
  • eftermatningstryck
  • cykeltider
  • värmeöverföringstal mellan olika komponenter i simuleringen

 

Andra effekter att studera

Andra fenomen som kan studeras med hjälp av simulering är exempelvis effekten av hur långt man har kommit i produktionscykeln. Det tar ett visst antal skott innan temperaturfördelningen i verktyget har stabiliserat sig till ett ’steady state’.

Vid stelning och svalning uppkommer spänningar i materialet på grund av temperaturgradienter och att komponenten inte kan krympa fritt på grund av verktyget. Då komponenten stöts ut ur verktyget kan den slå sig till följd av dessa spänningar. Denna effekt kan studeras och reduceras med hjälp av simulering.

Vid pressgjutning sprayar man släpp/smörjmedel på verktygsytorna mellan skotten som även kyler verktygshalvorna. Det gör att verktyget utsätts för stora temperaturvariationer som sliter på verktyget. Höga temperaturer gör att verktyget expanderar och kylning gör att det drar ihop sig. Dessa töjningsväxlingar gör att sprickor uppstår i verktyget. Även denna effekt kan studeras och reduceras med hjälp av simulering.

4696