利用Mega Casting加速进程 — 在沃尔沃汽车公司塑造白车身设计的未来
沃尔沃汽车公司向Mega Casting的战略转型
压铸机尺寸的演变是压铸行业出现Mega Casting的一个重要因素,沃尔沃汽车公司已做出战略决策,过渡到Mega Casting,以改变其白车身设计的未来。
传统的车身结构设计涉及 200 多个独立零件,给制造、运输、存储和装配带来了巨大挑战。这些部件需要昂贵的工具和单独的工艺设计,并对环境造成影响。此外,装配经常会导致超出公差范围的变形,从而需要在后期返工。
Mega Casting提供了一种变革性的解决方案,它将多个部件和工序整合到一个铸造部件中,从而消除了上述许多复杂性。例如,沃尔沃成功地用单个超大型铸件取代了由大约 100 个零件组成的后车身框架。还有一个令人难忘的事实是汽车总重量的影响,这在讨论电动汽车时变得更加重要。
考虑到铸件的尺寸,以及铸件现在将成为车身组装的一部分,建议铸件应在沃尔沃内部生产,并靠近组装厂,以避免复杂的运输/物流。
为此,沃尔沃汽车公司在瑞典托尔斯兰达建立了一个大型铸造厂,配备了两台 8400 吨压铸机。
沃尔沃汽车公司还在中国和斯洛伐克同时建立两家工厂,每家工厂配备两台大型 Giga 印刷机,以满足当地/区域需求。
利用模拟技术应对超大型铸造的挑战
过渡到设计大型铸造部件给沃尔沃汽车公司带来了独特的挑战,特别是考虑到与传统冲压方法的鲜明对比。
认识到Mega Casting设计的复杂性,"我们明白,如果不使用高度预测性的模拟工具,就不可能实现高效的零件设计",沃尔沃汽车公司铸造部 ME 商品经理 Jonas Sörensson 说,"这种工具需要处理巨大的模型,并涵盖铸造过程的所有方面,从最初的模具加热和填充到凝固、顶出和最终变形,同时与性能环境保持密切联系"。因此,沃尔沃优先采用先进的模拟技术,以有效解决这些多方面的设计挑战。
在决定为这一大型铸造项目选择最合适的铸造模拟工具时,沃尔沃汽车公司首先评估了现有的内部铸造模拟解决方案。
然而,沃尔沃汽车公司认识到其中涉及的重大挑战和潜在风险,包括与工具和浇口设计相关的可观成本(每件工具成本超过 100 万欧元),以及为确保可制造性而对锁模力进行精确预测的必要性,因此选择与全球三大领先的铸造模拟供应商进行基准测试。
该基准测试过程旨在评估每种模拟工具的能力和适用性,以满足沃尔沃汽车公司在规定时间内的具体要求和挑战。 基准测试本身包括铸造分析,重点是纯流动模拟(温度、压力和活塞运动),以及巨型铸造部件分析,重点是大部件处理、流动、热和应力结果,还包括铸造过程后的最终变形分析。在基准测试结束时,根据关键决策标准,如模型处理的简易性、计算速度和处理不同工艺阶段(模具加热、充填和凝固、顶出、淬火、切边和变形)的能力,得出结论:ESI 和 ProCAST 是最佳合作伙伴和解决方案,可协助铸造设计过程,并支持沃尔沃汽车公司迈向超大型铸造的未来。
沃尔沃汽车公司Mega Casting项目的现状如何?
在ESI铸造专家的支持下,经过对软件的初步培训,沃尔沃汽车公司于2022年6月左右进行了首次自主模拟。
目前,沃尔沃汽车公司已将 ESI ProCAST 仿真作为其标准工具,用于评估 HPDC 工艺中的模具设计和所有相关工艺环节。
"试验阶段已经成功完成,在将结果与仿真结果进行关联测试后,仿真与实际情况之间的吻合度很高。下一步是生产实际部件。
利用Mega Casting的价值促进未来发展
Jonas 说:"在为大型铸造部件制造昂贵的工具之前,采用 ESI 的 ProCAST 仿真工具已被证明 "对沃尔沃汽车公司来说非常有价值,它可以虚拟优化模具和浇口设计,同时验证必要的锁模力参数"。从这个初始项目中汲取的经验可以为下一个项目带来巨大收益,因为相关的物理测试次数可以大幅减少,节省的成本可能高达数百万美元。
展望未来,沃尔沃汽车公司计划将铸造模拟的研究成果整合到碰撞和疲劳性能模拟中,旨在进一步增强大型铸造部件的整体结构。
这一战略方法与沃尔沃汽车公司在市场上提供最安全汽车的承诺相一致,展示了他们在汽车工程领域不断追求卓越和创新的决心。
沃尔沃汽车公司成立于 1927 年。如今,它已成为世界上最知名、最受尊敬的汽车品牌之一,在 100 多个国家销售。沃尔沃汽车在斯德哥尔摩纳斯达克交易所上市,股票代码为 "VOLCAR B"。
"为了生活。让人们以个性化、可持续和安全的方式自由行动"。沃尔沃汽车公司到 2030 年成为全电动汽车制造商的雄心壮志,以及不断减少碳足迹,到 2040 年实现温室气体净零排放的承诺,都体现了这一宗旨。
截至 2023 年 12 月,沃尔沃汽车公司拥有约 43400 名全职员工。沃尔沃汽车公司总部、产品开发、营销和行政职能部门主要位于瑞典哥德堡。沃尔沃汽车公司的生产工厂位于哥德堡、根特(比利时)、南卡罗来纳州(美国)、成都、大庆和泰州(中国)。公司还在哥德堡和中国上海设有研发和设计中心。