針對消失模鑄造製程的設定:
1. 將消失模特有的鑄造中特殊的氣化現象模型化,可設定金屬溶湯與全模模型(保麗龍)之間因為氣化層的距離不同,而會有不同的傳熱係數。
2. 可計算砂模鑄造時的背壓,考慮背壓對充型流動的影響,以及由於背壓過高而導致的流動停止。考慮排氣項目的鑄型透氣度,可以設定砂型透氣度、塗料厚度、塗料透氣度及砂模實際吃砂量的數據修正,可預測砂模鑄造時,由於液面捲氣而形成的氣孔缺陷。
3. 砂模的減壓設定:消失模V法中,會對砂模周圍的氣壓進行減壓,可以設定砂模的外氣壓力,來模擬砂模減壓鑄造時的效果。
針對消失模鑄造製程特性的模擬方法:
4. 可以在JSCAST的消失模模組中,完整地呈現消失模與傳統鑄造的差別:流動充填過程中的固態、半氣化、完全氣化及傳熱係數造成的過程樣態差異。
5. 流動氣化層的模擬,可根據金屬液流動方向與重力方向的相對關係設定不同的傳熱係數。即重力方向的傳熱係數較大,反重力方向的傳熱係數較小,水平方向的傳熱係數為兩者中間。以上設定的主要原因是為了在計算中考慮以下現象:
圖左底澆情況(金屬液在重力下方,消失模在反重力方向),由於全模模型(保麗龍)的阻擋,氣化的氣體較無法排出,氣化層較厚,所以液體金屬和全模模型的傳熱係數會變小。圖右頂澆情況(金屬液在重力下方,消失模在重力方向),氣層內的氣體會變成小氣泡上浮到金屬溶湯中,導致氣化層較薄,溶湯距離小,所以液體金屬和全模模型的傳熱係數會變大。
6. 圖中顯示底澆方案時,實際鑄造X光觀察與模擬結果比對(厚度20mm,FC灰口鑄鐵)
7. 圖中顯示頂澆方案時,實際鑄造X光觀察與模擬結果比對(厚度10mm,FC灰口鑄鐵)
8. 圖中顯示頂澆方案時,實際鑄造X光觀察與模擬結果比對(厚度20mm,FC灰口鑄鐵)
9. 可模擬消失模V法:可設定砂模周圍的減壓壓力,得到不同的模擬結果。上圖為無減壓狀態,下圖為減壓狀態,主要差別在於:在無減壓的情況下,會有完全氣化層的殘留,而減壓的狀態基本上沒有完全氣化層,以此可模擬消失模V法的鑄造過程中,產生的氣體會透過周圍砂模逃逸的現象。
10. 本產品於2024年開始獲得日本木村鑄造所御前崎工廠採用,驗證其有效性。