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优化熔模铸造的制造工艺和设计:威斯康星精密铸造公司案例研究

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技术
  • 分析与建模 - 数字孪生/模拟
  • 传感器 - 流量计
适用行业
  • 建筑物
  • 设备与机械
适用功能
  • 采购
  • 产品研发
用例
  • 制造过程模拟
  • 时间敏感网络
关于客户
威斯康星精密铸造公司 (WPC) 是一家主要家族企业,成立于 1964 年。它是一家熔模铸件精密制造商,为医疗设备、食品和乳制品设备、重型机械、工业泵和金属制造等多个行业提供服务。近年来,WPC 取得了显着增长,尤其是 2015 年收购 Northern Precision Casting 后。随着收购以及对其产品和服务的需求增加,WPC 进行了扩张,目前在威斯康星州的两个工厂运营,以更好地服务其客户群。 WPC 为客户提供节省时间、金钱和压力的解决方案,并在整个铸造过程中提供支持。
挑战
威斯康星精密铸造公司 (WPC) 是一家精密铸件制造商,面临着降低再生涡轮泵盖熔模铸件成本的挑战。面临的挑战是优化结构设计和制造工艺以实现这一目标。再生涡轮泵盖是一个关键部件,需要高压和严格的公差才能有效运行。重新设计的目标是减少泵盖的材料使用量,保持原有的强度和性能,并提高铸造效率。由于需要适应不断变化的铸造趋势以满足不同行业和客户的需求,这一挑战进一步加剧。
解决方案
WPC 采用solidThinking Inspire 进行形状优化,并采用solidThinking Click2Cast® 进行填充分析和详细的固化结果。重新设计过程分为三个阶段。在第一阶段,WPC 继承了客户的原始设计,并很快认识到需要更高效的浇注工艺。 WPC 减少了内浇口的数量并改变了浇道上的零件方向,以便每次浇注可以容纳更多零件。第二阶段重点是泵盖结构的优化。使用solidThinking Inspire,确定了铸造的负载和关键特征,并完成了对经过验证的设计的基线分析。随后,泵盖在 Inspire 中进行了优化,质量减轻了 8%,强度增加。在最后阶段,Inspire 用于重新设计泵盖的几何形状,并在优化的几何形状上包裹 PolyNURB。在 Click2Cast 中进行铸造分析,以验证型腔和浇口设计是否适合浇注。
运营影响
  • The comprehensive design study allowed WPC to have a better understanding of the optimization and pour process, and provided knowledge on techniques for future designs. The final parts were x-rayed, studied and contained minimal porosity, which accurately compared to the casting analysis that was completed in Click2Cast. The changes implemented not only improved the efficiency of the pouring process but also reduced the overall cost per part. The redesign also resulted in a pump cover with increased strength despite the reduction in mass. The successful implementation of this solution demonstrated WPC's ability to adapt to evolving trends in casting and meet the demands of various industries and customers.
数量效益
  • Change in ingate orientation and size improved process efficiency
  • 8% mass reduction of pump cover while still maintaining original strength and stiffness
  • Reduced time in manufacturing/production

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