计算机在压铸领域中的多方位应用

　　计算机在压铸中的应用一直是提高压铸技术水平的重要途径，本次国际压铸会议上计算机应用问题仍然是重要议题之一。但是，与第二届中国国际压铸会议相比，本次会议有关普通高压铸造充型等基本问题的模拟研究明显减少，而半固态过程、低压铸造过程等的模拟研究明显增多，反映出计算机在压铸领域的研究重点正在向新的研究方向发计算机在压铸中的应用一直是提高压铸技术水平的重要途径，本次国际压铸会议上计算机应用问题仍然是重要议题之一。但是，与第二届中国国际压铸会议相比，本次会议有关普通高压铸造充型等基本问题的模拟研究明显减少，而半固态过程、低压铸造过程等的模拟研究明显增多，反映出计算机在压铸领域的研究重点正在向新的研究方向发展。 　　中国台湾地区金属工业研究发展中心的黄士宗先生模拟研究了镁合金笔记本电脑外壳的充填过程，分析了射出速度、高速切换位置、射出压力、模具温度等因素的影响，据此提出了保证镁合金笔记本电脑外壳质量需要注意的几个基本问题：为了避免镁液温度在喷嘴本体损失过多，高速速度的切换应提前，控制镁液下一次柱塞射出回流至炉体的体积变少；‚高速速度值与铸件厚度成反比趋势，模具温度除了影响铸件的成形性，对铸件顶出变形的影响更大；脱模剂影响镁液的流动性和表面流纹的形成。这些研究结论对镁合金笔记本外壳的压铸生产具有一定的指导意义。

　　随着普通高压铸造技术的日趋成熟，完善高性能的挤压技术—半固态加工技术已为研究者所关注。北京科技大学的杨卯生先生为了更好地预测半固态的充型过程，对铝合金半固态触变充型过程进行了三维数值模拟，建立了流场计算模型，模拟计算了半固态充填过程，分析了入流速度对充填过程的影响，并在半固态刹车泵体上进行了验证。研究结果表明，在半固态流动充填过程中，浆料呈现剪切变稀的触变充型特性；浆料的入流速度直接影响充填流态，进而影响半固态制件的成形质量；对铝合金刹车泵体触变成形模拟表明，采用径向入流工艺具有较高的成品率。

　　在模拟研究压铸充型过程时，采用的计算方法往往影响模拟计算的速度和精度。铸造充型模拟过程实际是求解粘性不可压缩流体基本方程（N-S方程）的过程，目前常用的求解算法是SOLA-VOF算法，但是，实践证明这种方法的求解速度和精度并不是很好。针对这一问题，华北工学院的梁红玉女士研究了将近似盒迭代算法用于求解N-S方程，模拟铸造的充型过程。经过对压铸件充型过程的模拟计算，证明采用近似盒迭代算法求解N-S方程精度更高，速度也更快。这项研究为更精确地进行铸造充填过程模拟提供了有益的尝试。

　　利用CAD进行压铸工艺设计，也是计算机在压铸上的重要应用之一，其最大的优点是可以提高设计速度和设计精度。华北工学院的褚忠先生开展了这方面的研究工作，开发了压铸模浇注系统CAD设计软件。具体设计原理是：以压铸件三维实体模型为基础，利用中间文件STL，求得有关压铸件的体积和重量参数，借助液态预测，得到压铸机和模具的PQ2图，然后，求出最佳内浇口面积，从而完成了压铸模浇注系统的CAD设计。作者利用这一设计软件对典型的扇型和切线型浇道设计方法进行了分析，结果提高了浇注系统设计的合理性，缩短了设计周期。另外，江南大学的唐式豹先生针对国内计算机辅助设计软件存在的针对性不强的问题，开展了压铸工艺计算机辅助设计软件的编制工作。

　　目前，低压铸造的应用越来越广泛，低压铸造工艺也需要不断地优化，因此，有关低压铸造的计算机应用也越来越多。本次会议上华北工学院宣读了两篇低压铸造过程计算机模拟论文。其中徐宏先生通过建立低压铸造充型模拟基本方程和对方程的求解，以发动机缸盖为例，对低压铸造工艺设计、充型过程和缺陷预测等进行了模拟和优化。结果表明，这种模拟技术是确定和优化充型工艺的有效方法，对缩短产品制造周期，降低成本具有重要的现实意义。另一位研究者候华先生，基于低压铸造充型理论，开发了流量控制程序及流动充型数值模拟程序。该程序可计算低压铸造产生紊流的条件，修正充填过程，从而达到充型平稳，保证铸件内部质量的目的。

　　此外，哈尔滨工业大学的杜之明先生对铝合金轮毂液态模锻温度场进行了数值模拟的研究。

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