PAM-STAMP

借助仿真软件,第一次就制造出高质量、高性价比冲压件

千辛万苦完成物理测试后发现自己的零件存在回弹或褶皱问题,或者无法一开始就预估制造零件所需的模具数量,实在让人感到沮丧万分。在生产后期纠正这些错误和进行更改代价高昂。 

从零件设计和模具设计到零件生产,借助 ESI PAM-STAMP,您可以使用单一工具解决钣金成形性的问题。验证单个零件的冲压成型工艺,甚至可帮助验证如门等内外总成件的装配工艺过程。使用虚拟仿真方法验证关键的制造和连接工艺过程,以确保所有钣金零件(从简单到复杂,从一般钢到高强钢)、子组件和组件的生产顺利进行。

PAM-STAMP 的优势

  • 获得准确、高质量的仿真结果
  • 运用先进材料模型
  • 预测开裂、起皱和表面缺陷
  • 对先进的材料(AHSS、UHSS、铝合金)进行回弹预测
  • 对封闭组件(例如门和引擎盖)中的回弹进行补偿,同时将板的制造和连接效应考虑在内
  • 在短时间内通过多核并行来完成大型模型的计算(在 HPC 上有 128 个核心之多)

 

We achieved very good results thanks to the accuracy of the simulation [and...] were able to [...] evaluate the die compensation, despite the complexity of such a case with three different thicknesses and two weld lines.

 

 

 

EDUARDO SULATO & FÁBIO LICHTENTHÄLER
GESTAMP

 

热成型

热成型是一种快速发展且引人关注的制造技术,在该技术中,由于对模具进行了淬火,热坯料的良好可成型性可以与最终零件的高强度相结合。热成型零件的强度较传统工艺成形的零件高很多。因此,这种材料是制造汽车内碰撞相关零件的优先选择。如今,绝大部分的 OEM 都在车辆中使用热成型零件作为防撞加强件。这样有助于制造具有出色防撞性能的车辆,因此让之前碰撞性能较弱的 A 级车(例如菲亚特 500)也能在欧盟 NCAP 碰撞测试中获得五星评级。

但是仅关注零件在冲压过程中的成型性并不够。必须从早期设计阶段就开始考虑整个工艺仿真链。获得零件的冲压性能对于碰撞性能的实现至关重要。这意味着碰撞工程师必须依靠冲压部门来制造满足碰撞性能的零件。

热成型本身就是一种需要不同领域共同发挥作用才能实现预定目标的制造技术。冲压部门必须掌握相关的冶金、传热、冷却和流体动力学知识,通常,这需要多位领域专家的协同参与。

即使是很有才华的工程师,要成为以上相关领域的专家也是不现实的。针对这一点,虚拟制造可以在新工艺的运行中发挥重要作用。在热成型零件试制之前,可以对零件制造的各个方面进行虚拟测试,也可以对最终碰撞中的零件性能进行虚拟测试。这是我们向端到端虚拟制造领域迈出的又一步,尽管对所有涉及到的领域进行模拟依然存在着挑战。

如今已存在一整套的仿真解决方案,可以分析完整的热冲压工艺,从初始零件成本估价到淬火后变形、冷却通道分析以及虚拟现实检查。

Material Cost Estimation

Topology Check, Clean Up, & Repair

Die Face Design

Feasibility Forming Simulation

Advanced Forming Simulation

Hemming and Joining Closure Panels

当前,随着汽车型号不断增加,单个型号汽车的生产量不断降低已成为了一种持续趋势,这要求生产商采用具有成本效益的制造方法和如机器人滚边来制造白车身这种概念。该工艺非常灵活,仅需少量投资。对该过程进行仿真旨在避免零件设计初期和试制期间对夹具、机器人编程和工艺测试的需求。除了确定适用的包边工艺过程之外,仿真的重点还在于零件回弹和包边导致的装配偏差。同时,还可以对最终外板边缘的“卷入量”进行评估。

PAM-STAMP 内置的用户友好工具可以对机器人滚边的物理过程进行了定义,类似于机械臂引导的滚压包边编程。这使得用户可以系统性地优化现有经验和策略,以控制可能出现的形状偏差。还可以对包边后零件的修边线进行优化,这对机器人滚边过程来说很关键。

管材弯曲和液压成型

为了响应市场需求、以较小的弯曲比来完成复杂零件成型,PAM-STAMP 提供了精确的管材弯曲仿真功能,借助逼真的工具建模和运动行为,提供更精确的仿真成形结果,避免下游出现问题。

液压成型是一种先进的成型技术,它让复杂零件成型和表面质量改善成为可能。在 PAM-TUBE 内,既可针对液压涨形和内高压成型技术单独建模,又可组合建模,从而涵盖整个管材成型工艺。易于使用的用户环境既能帮助用户在工艺设置和工具设计环节节省时间又能应对液压成型过程建模的复杂性。

PAM-STAMP 中的管材弯曲功能是与学术机构和工业机构合作开发的。我们与锡根大学建立了合作伙伴关系,并与 DaimlerChrysler、Audi、Schuler Hydro Forming、bu+Engineering Gmbh、hde Solutions、Eberspâcher 和 ThyssenKrupp Budd 进行了密切合作,开发出这款强大的工业软件,以实现可靠的管材弯曲和液压成型仿真。该软件具备以下特殊功能:

  • 估计应变
  • 预测弯管椭圆化
  • 快速检测弯曲中心线
  • 考虑焊缝

通常,制造商并不单独针对 数控 管材弯曲进行仿真,而是在管材弯曲车间进行测试和优化。但对于将弯曲管材作为液压成型产品中间制造步骤的制造商,管材弯曲扮演着举足轻重的作用。因此,在确定液压成型工艺过程的可行性时,通常需要对其进行仿真才能获得准确结果。如果目标是虚拟制造装配所需的零件,忽略制造效应是不合理的,因为该制造工艺决定了最终零件的性能。

  • 快速创建工艺补充面
  • 自动创建模具型面
  • 创建多工序过程宏模板,提高工作效率。
  • 并行计算有助于加快开发流程并降低成本。

管材弯曲

 

PAM-STAMP 为用户提供了一个虚拟数控弯管机,可以控制所有轴上施加(例如在夹持块上)的力,还可以控制压块的路径和速度。对增压辅助弯曲过程同样适用。过程设置从创建弯曲中心线开始,帮助掌握一定弯管基础知识的用户轻松深入了解管材弯曲仿真过程。

液压成型

与传统压力机所施加的机械力相比,液压成型通过使用流体作为传力介质来完成零件的成型。传力介质也可以是气体或塑料颗粒,这都不妨碍使用 PAM-STAMP 进行过程模拟。利用内部产生的压力或具有单侧压力作用的推力活塞成型得到封闭截面管材或型材的方法被称为“流体单元法”,也即是充液成型过程。

在闭截面零件的液压成型过程中,通常使用轴向推力活塞来密封零件端部并将材料推入成型模具,以在零件端部附近的区域获得更高的膨胀率。带有分支结构的零件(例如 T 型件)也需要反向推力活塞,以控制材料流入各分支结构中。PAM-STAMP 同样涵盖了以上技术领域。

PAM-STAMP 覆盖整个工艺虚拟制造过程,包括管材弯曲、管材冲压成型或压弯(并可考虑退火热处理因素)、液压成型、修边、或进一步的成型。

客户在液压成型方面所面临的挑战与常规钣金成型类似,但还有一些其他挑战。液压成型模具设计模块 PAM-TUBEMAKER 从零件开始,支持客户进行逆向工作流程,直至获得所需的初始管材尺寸及成型零件所需的相关工艺过程为止。这意味着要解决客户面临的以下问题:

 

  1. 确定管材或型材零件的横截面
  2. 弯曲中心线的设计,确定弯曲次数和弯曲半径(通常只选择一个半径),达到优化生产成本的目标
  3. 确定是否需要预成型
  4. 预估定位区,即管端的圆柱部分
  5. 液压成型模具设计
  6. 初始管尺寸

 

在完成从管材弯曲到液压成型工艺仿真的初次模拟运行或部分运行之后,如果出现问题,客户可以在第二次或更后面的循环中进行优化,并在 PAM-TUBEMAKER 中实施优化,从而调整模具和工艺以改善结果。仿真结果可以指导有关零件在车间制造过程中所遇到的如下问题:

  • 出现局部变薄、裂纹或起皱
  • 需要特殊润滑,或斜楔装置
  • 所获得的结果与 CAD 之间的偏差,以及零件回弹
  • 所需的最大成形力以及压边力
  • 最大成形力和轴向进给力决定了轴向液压缸的尺寸

 

 

PAM-STAMP 帮助客户在同一环境中完成整个液压成型过程零件的测试和优化,同时客户还可以选择使用 PAM-TUBEMAKER 来设计模具,或者可以直接使用CAD软件中设计出的模面数据。最终提供可靠的报价预测、零件的可行性及成形性分析结果。

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