Solución CAE dedicada al proceso de cera perdida, diseñada para moldes cerámicos multicapa, enfriamiento por radiación y alta resolución de detalles. Valide los sistemas de alimentación y los ciclos térmicos antes de crear el primer modelo de cera.
Generación automática de moldes cerámicos multicapa
Cálculo de llenado, solidificación, rechupe, tensiones, alabeo y microestructura
Compatible con las aleaciones más utilizadas en fundición por cera perdida
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Reduzca gastos de material y mano de obra con una validación precisa del proceso.
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Prevenga porosidades, rechupes, deformaciones y grietas antes de fabricar el molde.
Evalúe sistemas de alimentación, materiales y parámetros de llenado en un entorno digital.
La estrategia de simulación para el moldeo a la cera perdida en PoligonSoft se basa en el principio de que los defectos de fundición se ven influenciados por todo el historial térmico del proceso y no solo por la fase de vertido.
Los solvers de PoligonSoft permiten realizar una simulación continua y fluida de todo el ciclo de fundición de precisión. Esto incluye el modelado del precalentamiento del molde cerámico, su inevitable pérdida de calor durante el traslado desde el horno hasta la estación de colada y la hidrodinámica del llenado del molde caliente. Además, el software rastrea con precisión la solidificación dirigida y las etapas de enfriamiento posteriores, teniendo en cuenta la radiación térmica y el uso de mantas aislantes hasta el desmolde final.
PoligonSoft resuelve problemas complejos de transferencia de calor por radiación, considerando la reemisión y el sombreado entre superficies. Esta capacidad modela el comportamiento térmico en procesos donde la radiación domina el mecanismo de transferencia de calor.El software calcula factores de forma e intercambios radiativos superficie a superficie para determinar la distribución de temperatura a lo largo del proceso de fundición. El solucionador de radiación tiene en cuenta las variaciones de emisividad, las configuraciones geométricas y las reflexiones múltiples entre superficies.
El algoritmo de creación de cáscaras genera una malla de elementos finitos tipo cáscara directamente desde la superficie del modelo de cera, con un espesor definido por el usuario y sin construcción CAD previa.
La cáscara puede representar cubiertas, recubrimientos refractarios o capas aislantes, cada una con sus propiedades de material y características térmicas. Se pueden crear múltiples capas con distintos espesores y propiedades para reflejar el proceso real de conformado de la cáscara cerámica usado en la fundición a la cera perdida. La malla se guarda en un formato listo para los análisis de llenado y térmicos, eliminando la necesidad de preparación manual de la malla.
Precalentamiento del molde
Traslado a la estación de colada
Colocación en lecho de arena
Colada por gravedad
Solidificación
Enfriamiento al aire ambiente
Desmoldeo de la cáscara
Corte del sistema de colada
Cargue archivos STEP/IGES, repare la geometría automáticamente y malle la pieza, el sistema de colada y el dominio de la cáscara cerámica.
Seleccione el grado de la aleación y sus propiedades termofísicas. Especifique las capas de la cáscara cerámica, sus espesores, la emisividad y el modelo de transferencia de calor interfacial.
Introduzca las temperaturas del metal fundido y de precalentamiento de la cáscara, el tiempo de traslado del molde, el entorno de enfriamiento y los tiempos de análisis.
Inicie los solvers de flujo Euler, solidificación Fourier y tensiones Hooke en una sola ejecución utilizando CPUs multihilo de hasta 24 núcleos.
Revise los campos de temperatura y velocidad, la dinámica de solidificación, los mapas de puntos calientes y de riesgo de rechupe, y los campos de tensiones residuales.
Modifique el diseño y los parámetros del proceso, y luego vuelva a ejecutar simulaciones iterativas rápidas hasta que se alcancen los objetivos.
Un ejemplo del uso de PoligonSoft para predecir la porosidad por rechupe en una pieza compleja de acero DS45 fundida a la cera perdida.
Las primeras piezas se examinaron mediante líquidos penetrantes fluorescentes y radiografía. Se detectaron porosidades macro y micro, con poros individuales mayores de 0.2 mm.
Debido a la geometría de la pala, se forman puntos calientes en las zonas de transición pala-plataforma, y la región central de la pala muestra tendencia a desarrollar defectos de contracción.
Material: superaleación de níquel CHS70
Molde: cáscara cerámica con aislamiento térmico
Precalentamiento del molde: 1050 °C
Equipo: UPPF-3M
Temperatura de vertido: 1500 °C
Exposición al vacío: 180 s
Enfriamiento: Ambiente
PoligonSoft resuelve la transferencia acoplada de calor y masa durante la solidificación de la pieza de fundición mediante el método de elementos finitos (MEF).
Para ejecutar la simulación, se requiere un modelo de malla del área de modelado. En este caso, el área de modelado incluye el metal, la cáscara cerámica y el aislamiento térmico.
El Generador de Cáscara permite la creación automática, sin construcciones manuales previas, de un modelo mallado de la cáscara cerámica y de la capa de aislamiento con espesores especificados, a partir del modelo 3D de la pieza.
Pasos de generación de cáscara.
Aislamiento térmico
Cáscara cerámica
Asbesto
Ladrillo refractario
Pantalla de radiación
Área de modelado del horno de vacío
Se formuló un modelo del proceso tecnológico con la siguiente secuencia de cálculo:
Cálculo del enfriamiento del molde desde su extracción del horno de precalentamiento hasta el vertido del metal.
Modelado de la solidificación desde el llenado del molde hasta la admisión de aire.
Modelado de la solidificación desde la admisión de aire hasta la solidificación completa al aire en el taller.
Calentamiento + Traslado + Vacuado
Colada + Retención + Enfriamiento
Campo de temperatura del molde al inicio del vertido.
Temperatura de la pieza y contracción en el momento de la admisión de aire.
Contracción prevista tras el enfriamiento comparada con secciones metalográficas de la pieza real.
Para eliminar los defectos, se realizaron simulaciones de solidificación en PoligonSoft con varias dimensiones de mazarota.
La pieza se considera aceptable si la simulación no predice contracción en las secciones críticas previamente identificadas.
Incrementar la masa de la mazarota o modificar solo el esquema de aislamiento del conjunto de alimentación no eliminó la contracción en la pala.
Se actualizó el diseño para añadir una mazarota vertical adicional en la zona problemática.
Talleres prácticos y seminarios web que abordan técnicas de fundición con sesiones teóricas y aplicadas para dominar la simulación.
Referencia completa que cubre la interfaz del software, parámetros de simulación, herramientas de análisis y recomendaciones de uso.
Documentos revisados por pares que exponen algoritmos, datos de validación y casos industriales que avalan la precisión de la simulación.
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