moldflow软件的原理

导读：在重型燃机叶片制造过程中，采用3D打印技术制作光敏树脂叶片模型，进行铸造工艺试验，以获取铸造收缩率。结合蜡料收缩率参数，制造出蜡模模具。通过MOLDFLOW模拟分析，发现采用冷蜡芯可以有效减小蜡模的非均匀收缩，并将蜡模尺寸控制在公差范围内。通过对解剖后的叶片型壳进行蓝光扫描，获得了烧结状态的型壳尺寸。铸件浇注结果表明，模具收缩率设置合理，采用冷蜡芯工艺和胎具定形工艺有助于保证最终铸件尺寸精度。

关于燃机高温合金叶片的制造难度在于消除冶金缺陷和尺寸控制。制造过程中每一道工序都会影响叶片的最终尺寸，因此尺寸控制贯穿于整个精密铸造过程。本文介绍了一种基于3D打印的燃机叶片精密铸造过程，并详细阐述了整个研发历程及燃机透平大尺寸动叶片尺寸控制方法。

在燃机叶片研发的前期阶段，模具收缩率的设置是非常关键的。不准确的收缩率设置可能会导致修模成本的增加，甚至可能造成模具报废。收缩率包括蜡模的收缩率、型壳的热膨胀率及收缩率、合金的收缩率等，准确测试各阶段的收缩率比较复杂。一般采用从冷态蜡模至浇注完成形成铸件的过程，测量这个阶段的收缩率和蜡模的压制收缩率来得到蜡模模具收缩率。采用传统开原型模具测试叶片的综合收缩率成本较高且一次性使用后即被废弃。本研究采用3D打印模型应用于铸造工艺研发和生产，以降低研发成本和缩短研发周期。在第三级动叶片的工艺开发中，采用了光敏树脂叶片模型。由于光敏树脂在脱蜡温度下的热膨胀系数较高，直接应用于精密铸造时可能导致型壳开裂。为避免这一问题，在蜡模组装前，对光敏树脂件表面进行了特殊处理。

通过铸件长度、宽度及厚度等标记尺寸的测量，得到了叶片从树脂模到浇注完成的收缩率数据。根据蜡料供应商提供的参数，结合铸件收缩率，得到了蜡模模具的收缩率。

在蜡模尺寸控制方面，采用了Moldflow软件进行模拟分析，预测蜡模的收缩率和实际测量结果进行对比。发现采用冷蜡芯可以有效减小蜡模的非均匀收缩，提高蜡模尺寸精度。通过热像仪对蜡模冷却过程进行监测，发现带冷蜡芯的蜡模温度分布更均匀，有利于获得尺寸更精确的铸件。还采用了胎具定形的方法来控制蜡模的尺寸变形。

在型壳变形及分析方面，一般采用强度试样和悬臂变形试样来表征型壳的性能。本研究通过对解剖后的型壳进行蓝光扫描，获得了型壳的变形数据。

铸件尺寸测量及验证方面，浇注完成后进入除壳、喷砂等工序，采用蓝光扫描技术测量铸件尺寸。通过与实际模具理论模型对比计算得到模具至铸件的总体收缩率以及铸件的具体尺寸偏差。结果表明模具设计合理且最终铸件尺寸满足公差要求。

通过采用3D打印技术、Moldflow模拟分析、热像仪监测、胎具定形以及蓝光扫描等技术手段，有效地控制了燃机叶片精密铸造过程中的尺寸精度问题。这些技术对于提高燃机叶片制造质量具有重要意义。

聚焦该行业现状发现痛点与展望：重型燃机叶片的尺寸控制对于提升整个燃机的性能至关重要。当前行业面临的挑战包括冶金缺陷的消除、尺寸的精确控制以及制造过程中的工艺优化等。随着技术的不断进步和制造业的发展相信未来燃机叶片的尺寸精度和制造效率将得到进一步提升从而更好地满足市场需求推动整个行业的发展进程同时也将促进相关技术和产业的创新与发展提供更广阔的市场前景和机遇与挑战并存推动整个行业的持续进步和发展壮大。