Témata
Reklama

Virtuální numerické simulace výrobních procesů

14. 11. 2012

Virtuální simulace představuje způsob, jak zajistit výrobu kvalitních výrobků s nízkými náklady, jak předstihnout konkurenci či jakým způsobem optimalizovat výrobní program. Umožní modelovat reálné chování výrobku během provozu i během výrobního procesu přímo v počítači a dosáhnout tím výrazného nárůstu produktivity, zvýšení kvality a urychlení inovačního procesu.

Nadnárodní společnost ESI Group, jíž je společnost Mecas ESI součástí, je lídrem v oboru počítačových simulací. Její aktivity směřují k vývoji integrovaného výpočetního prostředí, ve kterém lze simulovat kompletní zkoušky prototypů (například nárazové zkoušky), technologické procesy (lisování, svařování, lití, tepelné zpracování…) a samozřejmě jejich vzájemné interakce. ESI Group cíleně a soustavně rozšiřuje své produktové portfolio a integruje jej do tzv. Virtual Try Out Space. Díky této strategii může nabídnout i simulace v oblasti vibroakustiky, elektromagnetické kompatibility, biomechanické modely, nebo dokonce multifyzikální simulace s vlivem chemických reakcí a biologických procesů. Cílem společnosti je postupný přechod ke kompletnímu virtuálnímu vývoji výrobku, prototypu či výroby. Kromě nejmodernějšího softwaru zabezpečuje firma zákazníkům kvalitní technickou podporu od předprodejního servisu a instalace programových souborů přímo na pracovišti uživatele přes úvodní školení až po odbornou pomoc na telefonické „horké lince“. Tým inženýrů Mecas ESI poskytuje technickou podporu a konzultace v oblasti pasivní bezpečnosti, výrobních procesů tváření, lití, svařování, ale také například proudění a elektromagnetické kompatibility. Zákazníkům je k dispozici nejen v sídle společnosti v Plzni, ale i v kancelářích v Brně a Mladé Boleslavi.

V oblasti numerických simulací se společnost ESI Group, resp. pobočka Mecas ESI, mimo jiné zaměřuje na následující procesy:
• lití (produkty ProCast a QuikCast);
• plošné tváření (produkty PAM-Stamp2G, PAM-Tube);
• svařování a tepelné zpracování (produkty SysWeld a PAM-Assembly).

Reklama
Reklama
Reklama

Numerické simulace slévárenských procesů

Numerická simulace slévárenských procesů si v posledních letech vybojovala pevné místo mezi nástroji používanými pro optimalizaci navrhovaných technologií výroby odlitků. Ačkoli vlastní zkušenosti technologa jsou stále nezastupitelné, simulační software může být v jeho rukách mocným nástrojem, který mu umožní optimalizovat procesy, zvýšit využití kovu či snížit procento neshodných výrobků a tím zefektivnit výrobu. Cílem matematického modelování je doladění navrhované technologie ve fázi přípravy výroby tak, abychom se vyhnuli nákladnému experimentálnímu zkoušení. Velice silnými a účinnými nástroji v této oblasti jsou programy QuikCast a ProCast.

Gravitační lití – raná fáze tuhnutíQuikCast je uživatelsky příjemný a jednoduchý program, který je určen k velice rychlým výpočtům a optimalizaci fáze plnění a tuhnutí odlitku včetně predikce slévárenských vad. Program pokrývá široké spektrum slévárenských technologií.

Program ProCast je založen na metodě konečných prvků a umožní precizní řešení technologií gravitačního lití do písku, lití za zvýšených sil, přesného lití, metody Lost Foam, Thixocasting a dalších. Program nabízí komplexní rozbor od nalití kovu do formy po konečné zchladnutí odlitku. Výpočet umožňuje analyzovat proudění a ochlazování taveniny v průběhu zaplňování slévárenské formy, dále řeší problematiku přestupů tepel během tuhnutí a chladnutí odlitků a v neposlední řadě nabízí výpočty mikrostruktury, napjatostí a deformací. Na základě provedených analýz umožňuje rovněž predikovat výskyt slévárenských vad typu zahlcený vzduch, studené spoje, trhliny a další.

Numerické simulace plošného tváření

V oboru plošného tváření se lze často setkat se simulačním systémem PAM-Stamp 2G. Uživatelské prostředí je příjemné, intuitivně se ovládá a díky objektové konstrukci celého systému jej lze zákaznicky modifikovat. Základními moduly jsou Meshing, DieMaker, QuikStamp Inverse a AutoStamp. Řešený díl ve formátech IGS, VDA a CatiaModel se otevře v projektu PS2G. Takto otevřený model dílu nebo již navržené tažnice obsahuje plochy a konečnoprvkovou síť. Poté se dá přepnout do režimu QuikStamp a řešit odhad lisovatelnosti z geometrie dílu numerickým řešičem Inverse nebo ověřit lisovatelnost na navržené tažnici v modulu AutoStamp či zůstat v CADu a začít konstruovat technologické plochy nové tažnice. Po jejich vytvoření funkcemi DieMaker se konstruktér nástroje může přepnout do režimu AutoStamp a řešit odhad lisovatelnosti výlisku na virtuálních nástrojích a provádět iterační kroky změn geometrie technologických ploch a nástřihu.

Plošné tváření – odpruženíŘešič AutoStamp pracuje s kompletním modelem nářadí. Pomocí makra se z virtuální tažnice velmi jednoduše vytvoří další nářadí. Pak už stačí vybrat příslušné makro pro definování procesu a spustit řešič AutoStamp. Pro konstruktéra a technologa je důležitá interpretace výsledků. PS2G nabízí post-processing vybavený funkcemi, s jejichž pomocí se dá rychle a jednoduše popsat fyzikální stav výlisku z hlediska ztenčení, resp. zhutnění plechu, napjatosti a deformace na horní a dolní ploše nebo vztažené na střednici výlisku. Hlavním přínosem PS2G je poskytování validačních výsledků, to jest výsledků shodujících se s výsledky z reálného lisování.

SysWeld – simulace všech technologií svařování

Program SysWeld je založen na metodě konečných prvků a slouží k provádění virtuálních numerických simulací svařování a tepelného zpracování. Výsledkem numerických analýz jsou teplotní pole, rozložení jednotlivých materiálových struktur, tvrdost v jednotkách HV, velikost austenitického zrna, celkové plastické deformace, zbytková napětí a globální distorze svařovaných celků. Program SysWeld obsahuje tři následující moduly – tepelné zpracování, svařování a welding assembly.

Deformace tělesa nízkotlaké části parní turbíny po svařování

Programem SysWeld lze simulovat téměř všechny známé technologie svařování, jako svařování obalenou elektrodou, MIG, MAG, TIG, automatem pod tavidlem, elektrostruskové svařování, laserové svařování, svařování svazkem elektronů, bodové svařování aj. V oblasti tepelného zpracování lze simulovat procesy jako kalení do různých kalicích médií (voda, vzduch, různé typy olejů, polymery), dále povrchové kalení (laserem, plamenem, metodou TIG) nebo indukční kalení. V rámci simulací tepelného zpracování lze provádět i analýzu cementace nebo nitridace. Výsledky například nacementované vrstvy jsou dále uvažovány v numerické simulaci tepelného zpracování. Numerické analýzy svařování, resp. tepelného zpracování se uplatňují jak v automobilovém (svařování různých rámů a konstrukcí, tepelné zpracování kroužků, ozubených kol), tak v těžkém průmyslu (svařování velkých konstrukcí, tlakových nádob, opravy svařováním, hřídelí, generátorů, tepelné zpracování desek, klikových hřídelí, kroužků velkých průměrů, obručí, oběhových kol atd.).

Ing. Vladimír Krutiš, Ph.D.,
Ing. Rudolf Petrmichl,
Ing. Marek Slováček, Ph.D.,
Bc. Andrea Petříková

MECAS ESI
andrea.petrikova@mecasesi.cz
www.mecasesi.cz

Reklama
Vydání #11
Kód článku: 121142
Datum: 14. 11. 2012
Rubrika: Software pro strojaře / CAD/CAM/CAE
Autor:
Firmy
Související články
Zvyšte potenciál svého 2D CAD softwaru!

Stále příliš mnoho firem přichází o své finanční prostředky tím, že sice využívají nové technologie, ale ty nezvyšují jejich celkový potenciál. V takovém případě pomůže aplikace DraftSight od Dassault Syst?mes. Pomocí tohoto softwaru lze spouštět stávající DWG soubory a vytvářet nové za zlomek nákladů oproti jiným CAD řešením.

Simulace v konstrukci - klíč k inovacím

Dlouho zažitým paradigmatem v průmyslových společnostech je striktní rozdělení konstrukčního a výpočtářského oddělení. To je sice určeno pevnými historicky danými důvody, ale ty v současné době začínají pomíjet. Ve stále více společnostech mají konstruktéři možnost provádět průběžně již během konstrukce jednoduché analýzy a vývojový proces tím zefektivnit. Jak tento trend zachytit a být úspěšní v inovativních řešeních?

Nové funkce pro automatizaci obráběcího procesu

Nová verze CAD/CAM softwaru TopSolidAM V7.13 přináší především jednodušší programování s funkcemi, které se velmi snadno používají. Výsledkem je úspora času, které lze dosáhnout díky novému vysoce výkonnému režimu analýzy kolizí a možnosti provádět řadu úloh zcela automaticky, což přináší celkově vyšší úrovně automatizace obráběcích procesů. V nové verzi najdeme i novou strategii najíždění, která zajistí vyšší životnost obráběcích nástrojů.

Související články
Aerospace - vlajkový průmysl s extrémními nároky

Letecký průmysl je ve Francii významným oborem, a tak není divu, že společnost Missler Software získala v této oblasti jedinečné zkušenosti díky spolupráci s většinou subdodavatelů v oboru. To ji spolu s tisíci díly obráběnými pomocí TopSolidCam řadí mezi špičky v leteckých technologiích.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Zlepšení produktivity navrhování a obrábění

O něco málo více než po roce je tu opět nová verze parametrického 3D modeláře Creo. Jak se povedlo vývojářům do již páté verze Creo zakomponovat požadavky trhu a jaké jsou hlavní směry inovací?

Příprava CAD modelu součásti pro výrobu

NC programátoři se velmi často potýkají s problémy týkajícími se různé kvality trojrozměrných modelů potřebné pro programování obrábění. Úpravy mohou být obtížné, protože 3D modely součástí často pocházejí z různých zdrojů.

Setkávání

Setkávání uživatelů konstrukčních a technologických softwarů má již dlouholetou tradici. Informace o novinkách, představení nejrůznějších tipů a triků, někdy i možnost si zasoutěžit a v neposlední řadě rovněž výměna zkušeností v neformální atmosféře patří k hlavním bodům programu takovýchto akcí.

Letadlo poháněné sluneční energií vyrazilo na cestu kolem světa

Solar Impulse je projekt mající za cíl vyrobit letadlo poháněné sluneční energií, které dokáže obletět Zemi. Letoun je dílem švýcarského psychiatra a vzduchoplavce Bertranda Piccarda, jednoho z pilotů prvního balonu, který obletěl celý svět bez jediné přestávky, a švýcarského inženýra a podnikatele Andrého Borschberga. Vývoj zastřešuje polytechnika v Lausanne a podílí se na něm několik desítek specialistů.

Konstrukce i technologie snadno, rychle a bezpečně

CAD/CAM systém TopSolid verze 7.9 přináší v návaznosti na technologickou část další rozšíření možností v oblasti obecné konstrukce.

Softwarový simulátor stavebního stroje nahrazuje nákladné prototypy

Vývoj stavebních strojů bývá spojen se stavbou fyzických prototypů nových zařízení. Ty však vyžadují vysoké finanční náklady a množství času. Efektivní řešení dnes nabízejí softwarové simulátory. Společnost Volvo Construction Equipment zařadila do vývoje simulátor „human-in-the-loop“, který vyvinula v nástrojích Matlab a Simulink firmy MathWorks.

Softwarové řešení pro přípravu NC programů

Firma FANUC nabízí možnost rozšíření svých CNC řídicích systémů o grafické programovací prostředí nazvané Manual Guide i.

Od správy nástrojů po simulaci NC programů

V oblasti integrované správy nástrojů u společnosti KHS hraje software pro správu nástrojových dat TDM zásadní úlohu. Tento software zde byl zaveden před čtyřmi lety a v současné době poskytuje 3D modely nástrojů a nástrojová a technologická data pro NC programování, simulaci výroby, seřizování nástrojů, jakož i pro správu skladových zásob.nástrojů, jakož i pro správu skladových zásob.

CAM pro CMM

V posledních letech se ve strojírenství stále více dbá na přesnost výroby a tím i na kvalitu a efektivnost měřicího procesu. Měřicí proces dnes zasahuje i do různých stadií výroby, nejen do závěrečného procesu kontroly výrobku.

Racionalizace obráběcích operací s podporou CAD/CAM systému

V roce 2010 společnost Montupet zahájila výrobu na nové obráběcí lince v Laigneville ve Francii s cílem optimalizovat výrobu hlav spalovacích motorů a dalších slévárenských dílců pro automobilový průmysl. Mladý tým zkušebního centra pro podporu a vývoj technologií, který se v průběhu let rozrostl ze dvou na deset lidí, si vybral Missler Software jako ideálního partnera na pomoc při racionalizaci pracovních procesů ve svých závodech. TopSolid CAD a CAM jsou velmi vhodné pro systemizaci procesů obrábění a přesné zdokumentování jednoho každého výrobního postupu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit