INAS Blog

MAGMA5 – o soluție complet optimizată pentru turnarea metalelor, înțelegere, robustețe și rentabilitate

MAGMA Gießereitechnologie GmbH reprezintă unul dintre principalii furnizori de soluții software pentru industria siderurgică, respectiv, simularea proceselor de turnare. Începând cu anul înființării, 1988, compania a fost o piatră de hotar pentru diferite alte companii de software și știința ingineriei.

MAGMA5 – cu cea mai recentă versiune MAGMA5.5 – reprezintă soluția standard pentru simularea proceselor de turnare. Software-ul realizează predicția calitativă a produselor turnate și a etapelor de proces care conduc la realizarea acestor produse, oferind o mai bună înțelegere a umplerii, solidificării și răcirii matriței/formei de turnare. De asemenea, permite predicția cantitativă a proprietăților mecanice, a tensiunilor termice și a distorsiunilor pieselor turnate rezultate.

Simularea descrie cu acuratețe calitatea unei componente turnate înainte de începerea producției efective, iar metoda de turnare poate fi proiectată în funcție de proprietățile pe care trebuie să le îndeplinească atȃt piesa brut-turnată, cȃt și piesa finită, obținută după îndepărtarea adaosurilor de prelucrare.

Rezultatele simulării nu mai trebuiesc considerate doar ca un simplu mod de reducere a prelevării de probe și a numărului de teste fizice și prototipuri dinainte de producția de serie. În prezent, MAGMA5 conferă o structură precisă și completă a sistemului de turnare, a adaosurilor de prelucrare și tehnologice, a parametrilor de proces, a datelor și proprietăților materialelor auxiliare - ceea ce conduce automat la economii de energie, materiale și scule, precum și la creșterea productivității și a rentabilității produsului turnat.

MAGMA5 constă dintr-un modul de bază care urmărește procedeul de turnare gravitațională. Pentru simularea altor procedee de turnare, la modulul de bază se adaugă caracteristici incluse în module suplimentare, și care acoperă toate etapele producției de piese turnate.

Gama de aplicații a soluțiilor MAGMA include toate aliajele turnate, de la fontă la aluminiu, de la turnare permanentă și turnare sub presiune până la turnare de piese mari din oțel.

Software-ul sprijină utilizatorul în toate etapele intermediare, de la modelarea geometriei componentei și alegerea tehnicii de turnare până la proiectarea și execuţia garniturii de model, tratamentul termic ulterior turnării, prelucrarea și finisarea piesei. Astfel, MAGMA5 contribuie la definirea și minimizarea costurilor de-a lungul întregului ciclu de fabricație.

ABORDAREA MAGMA5 este o metodologie sistematică pentru realizarea obiectivelor propuse, care utilizează în mod colaborativ atât experimentele virtuale, cât și optimizarea, în toate aplicațiile de tip metalcasting, pentru atingerea diferitelor scopuri, cum ar fi:

  • Planuri de testare virtuală și optimizare automată
  • Proiectarea parametrică a rețelei de turnare
  • Functionalități de modelare pentru toate procesele de turnare
  • Evaluarea automată a rezultatelor

În combinație cu Autonomus Engineering, MAGMA5 vă permite extinderea la maxim a potențialui de simulare. Folosind o serie de parametri predefiniți, MAGMA5 calculează automat configurația optimă a matrițelor, succesiunea etapelor de proces și duratele de timp aferente, distribuţiile de temperaturi, costurile pe etape, precum și multi alți factori care influențează procesul de turnare.

La baza tehnicii Autonomus Engineering stau experimentele virtuale (DoE), dar aceasta oferă mult mai multe posibilităţi. În timpul configurării, utilizatorii pot defini nu numai diferite grade de libertate pentru variabile, dar pot defini și obiectivele pe care doresc să le atingă prin simulare. După aceea, MAGMA5 va calcula și evalua o serie de variații în paralel, pentru a determina cea mai bună versiune care atinge obiectivul.

Ce înseamnă DoE?

Design of Experiment (DoE) permite utilizatorilor să identifice sensibilitatea întregului proces sau doar a unor parametri ai procesului atunci când se efectuează modificări ale variabilelor procesului. De exemplu, numărul, locația și dimensiunile maselotelor și răcitorilor pe o piesa inelară, având ca scop minimizarea contracției la solidificare.

Proiectarea și optimizarea proceselor

Consistența și numărul de experimente DoE sunt generate pe baza tehnicilor statistice, și care stau la baza unui lung lanț de simulări succesive, realizate în mod automat. Totuși, cu ajutorul algoritmilor de optimizare, se poate stabili o secvență personalizată de simulare, bazată pe un număr suficient de acoperitor de experimente, și care apoi poate fi efectuată automat, fără intervenția utilizatorului.

Precondiția pentru procedura automată este ca geometria modelului de simulare să fie definită de entități geometrice parametrice, care pot fi modificate automat.

În plus, cu fiecare modificare geometrică propusă de algoritm, software-ul trebuie să poată reface automat noul mesh în decurs de câteva secunde.

Prin rularea secvenței de optimizare de design, MAGMA5 va regăsi în mod automat cel mai bun design pentru:

  • Amplasarea maselotelor și dimensiunile acestora
  • Locațiile răcitorilor
  • Poziționarea alimentatorilor
  • Dimensiunile rețelei de alimentare, etc.

În mod identic, de această dată pentru optimizarea procesului, MAGMA5 va găsi automat cele mai bune valori pentru variabile de proces cum sunt:

  • Temperatura de turnare
  • Debitul de turnare
  • Temperatura matriței, etc.

După ce toate simulările au fost terminate, operatorul poate evalua rezultatele în funcție de obiectivele sale - în acest caz, nivelul defectelor de contracție în comparație cu procentul de scoatere (randamentul turnării). Operatorul poate afla cu ușurință care parametri au cel mai mare impact asupra obiectivelor.

Pe baza rezultatelor unui DoE se poate realiza o optimizare eficientă a obiectivelor.

 

Soluții robuste pentru toate procesele de turnare

ABORDAREA MAGMA5 poate fi adoptată pentru orice tip de proces de turnare: în nisip sau turnare sub presiune, turnare de mică sau mare presiune, turnare continuă, turnarea de precizie, turnare în spume volatile, rotacast, cu basculare, etc. Trebuie doar să setați obiectivul dvs., să definiți variabilele dvs. și să specificați criteriile dvs. de calitate. Iar MAGMA5 se va ocupa de restul.

Pentru optimizări geometrice, MAGMA5 oferă instrumente inteligente și sprijin convenabil pentru funcționalități CAD, în vederea pregătirii rapide a unui model orientat către scopul propus. Pentru aceasta, puteți folosi baza de date extinsă cu modele geometrice parametrizate, sau puteți folosi tehnica de separare „cutting-knife” pentru a simplifica și segmenta un model complex.

De asemenea, MAGMA5 oferă suport pentru controlul facil al tuturor etapelor relevante ale procesului, în vederea optimizării întregului ciclu de turnare - de la pregătirea matriței prin pulverizare, acoperire și suflarea suprafeţelor active, până la succesiunea reală de închidere a matriței, luând în considerare chiar și timpii de așteptare până la începutul turnării.

Folosind termocupluri virtuale, puteți optimiza răcirea și controla termic matrița, precum și durata de extragere a piesei turnate.

În MAGMA5, vă puteți varia în mod sistematic procesul, pentru a înțelege influența diferitelor condiții de producție asupra calității chiar înainte de a începe producția. De exemplu, trebuie întotdeauna să găsiți care parametri de turnare sunt optimi pentru diferite asezări ale piesei pe placa port-model.

În funcție de tipul procesului de turnare, există atât întrebări generale, dar și tipice, la care trebuie să regasiți răspunsuri – iată câteva exemple:

  • Cum și cât de mult influențează pierderea de temperatură a topiturii formarea de oxizi în cavitatea matriței/formei de turnare? Care sunt șansele de creștere a riscului de răcire prematură (așa numitele zone cold-shut)?

  • Ce se întâmplă cu aerul din sistemul de alimentare sau din camera mașinii de turnare sub presiune? Este sau nu este necesară vidarea? Este nevoie de prea-plinuri și canale de aerisire? Care este cea mai buna amplasare a acestora?

  • Cum este afectată calitatea turnării de variațiile debitului?

  • Pentru procedee de turnare cu rotaţie sau basculare: care este viteza de rotație unghiulară potrivită pentru a determina o umplere echilibrată?

  • Pentru turnarea în coji: care dintre următorii parametri de producție au cea mai mare influență asupra calității turnării: grosimea cojii, compoziția aliajului, viteza de turnare, timpul de dezbatere, îndepărtarea sistemului de alimentare? și multe alte întrebări.

MAGMA5 nu este un instrument folosit doar pentru simulare. Capacitățile actuale ale MAGMA5 vă permit să preziceți multe și diferite aspecte de calitate, și să abordați întregul proces de fabricație al turnării. În plus, în combinație cu MAGMA5 Autonomus Engineering, anumite cerințe pot fi identificate și implementate cu usurință, pentru a obține îmbunătățiri continue, fără riscuri economice.

MAGMA5 sprijină inginerii de turnătorie să obțină informații cantitative cu privire la cele mai bune condiții posibile pentru obținerea calității necesare, atât pentru piesa turnată, dar și pentru procedeul de turnare utilizat, maximizând în același timp randamentul turnării și reducând costurile de producție, timpul de producție și deficiențele în timpul producției de turnare.

Înapoi