Software bietet voll integrierte Optimierung von Gießprozessen

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Das Release MAGMA5 5.3 bietet erstmalig die Möglichkeit zum virtuellen Experimentieren und automatischen Optimieren am Bildschirm. Damit wird die Einstellung von robusten Prozessen und optimierten Lösungen für Gießtechnik und Fertigungsbedingungen bereits vor dem ersten Abguss möglich.
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MAGMA Gießereitechnologie GmbH, Aachen, ein bedeutender Anbieter für Produkte und Dienstleistungen zur Gießprozess-Simulation, stellt mit MAGMA5 Rel. 5.3 die nächste Generation von Simulationsprogrammen zur Prozessoptimierung für alle Gussanwendungen vor. Die neue Version bietet neben einer großen Anzahl von Erweiterungen und Verbesserungen erstmals die vollintegrierte Möglichkeit zum automatischen Optimieren.

Das Release MAGMA5 5.3 bietet erstmalig die Möglichkeit zum virtuellen Experimentieren und automatischen Optimieren am Bildschirm. Damit wird die Einstellung von robusten Prozessen und optimierten Lösungen für Gießtechnik und Fertigungsbedingungen bereits vor dem ersten Abguss möglich. Das ermöglicht erhebliche Kosteneinsparungen. Die Software sucht innerhalb definierbarer Rahmenbedingungen eigenständig die bestmöglichen Bedingungen für Laufdimensionierung, Anschnittpositionen aber auch für die Lage von Speisern und Kühlkokillen und ihre optimale Größe. Damit kann der Gießer die Simulationen als Versuchsfeld nutzen, um gleichzeitig unterschiedliche Qualitäts- und Kostenziele zu verfolgen.

Für diese neue Methodik wurden umfangreiche Möglichkeiten zur automatischen Variation von Geometrien durch parametrisches Konstruieren geschaffen sowie statistische Werkzeuge zur Versuchsplanung und genetische Algorithmen zur Prozessoptimierung in MAGMA5 integriert. Eine neue Auswertungsperspektive ermöglicht einen einfachen und schnellen quantitativen Vergleich zahlreicher Simulationsergebnisse. Damit werden Zusammenhänge zwischen Design- und Prozessvariablen, Qualitätskriterien und Zielvorgaben schnell zusammengefasst und klar visualisiert. Zahlreiche vordefinierte Möglichkeiten zur Automatisierung der Rechnungen und der Ergebnisbewertung machen die Anwendung von MAGMA5 noch effektiver.

Virtuelles Experimentieren und Optimieren sind damit erstmals umfassend in MAGMA5 integriert. Unabhängig davon, ob der Fachmann in Zukunft ein einzelnes Projekt simuliert oder ein virtueller Versuchsplan beziehungsweise eine umfassende Optimierung durchgeführt wird: MAGMA5 bietet eine ganz neue Methodik und leistungsfähige Werkzeuge zur Verbesserung des Prozessverständnisses, zur Einstellung von robusten Fertigungsbedingungen und optimierten gießtechnischen Lösungen vor dem ersten Abguss.

Mitten im Guss

MAGMA5 Rel. 5.3 bietet darüber hinaus zahlreiche neue Entwicklungen, um unterschiedliche Gießprozesse noch genauer abzubilden und Gussteileigenschaften im Gusszustand und nach der Wärmebehandlung quantitativ zu ermitteln.  Bei den Gusseisenwerkstoffen wurden sowohl die Vorhersage des Ferrit/Perlitverhältnisses als auch die Berechnung der Eutektischen Temperatur und das Modell für die Weißerstarrung weiter verbessert. Ein wesentlicher Fortschritt ist die Möglichkeit zur Modellierung der Wärmebehandlung für die Erzeugung von austenitisch-ferritischem Gusseisen mit Kugelgraphit (ADI). Das Modul MAGMAsteel sagt jetzt Sand- und Reoxidationseinschlüsse aufgrund der Formfüllung und aufgrund von konvektiven Strömungen während der Erstarrung voraus. Das Modul MAGMAnonferrous bietet neue Kriterien zur lokalen Erstarrungsvorhersage sowie zu lokalen Speisungsbedingungen und dem Dendritenarmabstand von Aluminiumlegierungen.

Die Definition von Formfüllvorgängen im Schwerkraftguss wird künftig durch eine Routine zur automatischen Füllsteuerung des Eingusstümpels unterstützt. Dabei kann der gewünschte Gießbadspiegel vorgeben werden. Die Software passt die Gießleistung unter Berücksichtigung des aktuellen Formfüllvorgangs dann automatisch dieser Vorgabe an. Die Verfolgung eingeschlossener Luft während der Formfüllung wurde deutlich verbessert. Großgießer profitieren von zahlreichen Erweiterungen im Pfannenassistenten, der sowohl paralleles als auch sequenzielles und unterbrochenes Gießen aus mehreren Pfannen unterstützt.

Mit einem neuen, sehr effizienten Strahlungsmodell wird der Wärmetransport für Feinguss und Blockguss unter Berücksichtigung unterschiedlicher Einstrahlbedingungen und Abschattungen berücksichtigt.

Für sämtliche Sandgussprozesse wurde ein verbessertes Transportmodell für Wasser im Formstoff integriert. Dies ermöglicht eine präzisere Berücksichtigung der Kühlleistungen von Nassgusssand. Der Nutzer kann optional auf erweiterte Daten im FOSECO Pro Modul sowie auf neue Speiserdatenbanken von ASK Chemicals und Chemex zugreifen.

Mit dem Spannungsmodul MAGMAstress werden thermische Spannungen in Gussteil und Dauerformen für alle Fertigungsschritte einschließlich einer Wärmebehandlung und Bearbeitung ermittelt, um Rissprobleme und Verzüge vorhersagen zu können. Mit MAGMA5 5.3 können Kriecheffekte im Gussteil während des Abkühlens und während der Wärmebehandlung berücksichtigt werden. Verbesserungen in der Messperspektive  vereinfachen den Vergleich von vorhergesagten und gemessenen Verzügen. Mit neuen Schnittstellen und zahlreichen weiteren Verbesserungen ist MAGMAlink jetzt voll in MAGMA5 eingebunden.

MAGMA C+M  – Transparenz in der Kernfertigung

In der neuen Version von MAGMA C+M wurden zahlreiche neue Möglichkeiten zur Vorhersage und Optimierung von Kernherstellungsverfahren realisiert. Mit MAGMA C+M können Kernschießen, Begasen und Aushärten von organischen und anorganischen Kernen simuliert werden. Zur optimierten Auslegung von Kernwerkzeugen und Herstellungsprozessen stehen in MAGMA C+M neue Kriterien zur Bewertung des Schießverlaufs, der Begasung sowie zur Vorhersage des Kernbüchsenverschleißes zur Verfügung. Luft- und Sandströmungen können effektiv mit virtuellen Tracern dargestellt werden.

Effizientes Arbeiten mit neuen Werkzeugen

Mit einer neuen lokalen Jobqueue und der Möglichkeit zur parallelisierten und automatisierten Bildererzeugung werden die Arbeitsvorbereitung und Auslastungsplanung sowie automatisches virtuelles Experimentieren und Optimieren effizient durch MAGMA5 unterstützt.

Eine neue Auswertungsperspektive ermöglicht einen einfachen und schnellen quantitativen Vergleich zahlreicher Simulationsergebnisse. In Kombination mit der Ergebnisperspektive wird damit eine effiziente Überprüfung von robusten Prozessbedingungen und optimalen Lösungen für unterschiedliche Qualitätskriterien möglich. Beide Perspektiven sind so miteinander gekoppelt, dass in der Auswertungsperspektive für jeden Arbeitspunkt eines virtuellen Versuchs direkt das dreidimensionale Ergebnis aufgerufen werden kann.

Die zur Verfügung stehenden Werkzeuge stellen alle Ergebnisse der einzelnen Simulationsrechnungen gemeinsam als quantitative Werte in Tabellen oder Diagrammen dar. Damit werden Zusammenhänge zwischen Design- und Prozessvariablen, Qualitätskriterien und Zielvorgaben schnell zusammengefasst und klar visualisiert. Zu den wichtigsten Werkzeugen gehören die Hauptergebnistabelle und die Balken-, Streu- und Parallelkoordinaten-Diagramme. Wichtige Zusammenhänge können graphisch durch Haupteffekte, Korrelationen und Kurvenvergleiche dargestellt werden.

Bild: Quantitative Bewertung unterschiedlicher Gießsysteme im Stahlguss: hier Bewertung von Reoxidationseinschlüssen im Teil.

 

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