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Fabbrica di pressofusione di alluminioCreare un'esperienza utente ottimale con i servizi tecnologici
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Disegno meccanico 3ddisegno meccanico

Progettazione 3d

Design del prodotto, revisione del prodotto finito, sviluppo dello stampo, styling 3D

Progettazione di prodotti in 3D

Ningbo Hexin Moulding Co., Ltd. si concentra sulla fornitura ai clienti di soluzioni innovative attraverso la tecnologia di mappatura e reverse design ad alta precisione. Basandosi su attrezzature di mappatura avanzate e software professionali, l'azienda raccoglie con precisione i dati spaziali degli oggetti e costruisce modelli digitali per ottenere un reverse design efficiente nei settori della produzione di macchinari, del design industriale e della ristrutturazione degli edifici. Il team ripristina i dettagli della struttura del prodotto attraverso una mappatura raffinata, ottimizza il prototipo combinandolo con il forward design thinking, aiuta i clienti a completare l'iterazione del prodotto, l'aggiornamento del processo e la trasformazione tecnologica e realizza con successo una serie di progetti complessi nei settori della produzione di attrezzature, della protezione dei beni culturali, dello sviluppo di stampi, ecc.

  • ingegneria inversa
  • design grafico

Design inverso del prodotto

Il processo di progettazione inversa della Ningbo Hexin Mould & Plastic Co., Ltd. si basa su tecnologie di scansione laser 3D ad alta precisione e di mappatura con droni; attraverso cinque fasi fondamentali — [raccolta dati – modellazione tramite scansione 3D – analisi delle caratteristiche – ricostruzione del modello CAD – ottimizzazione del prototipo] — riproduce con precisione modelli digitali di componenti complessi, attrezzature industriali e strutture edilizie, combinando l’approccio della progettazione diretta per ottimizzare le prestazioni dei prodotti e i processi produttivi. L’azienda fornisce soluzioni tecniche pronte per la produzione in serie in settori quali la produzione meccanica, lo sviluppo di stampi e il confronto tra prodotti; grazie all’ingegneria inversa basata sui dati, aiuta le imprese ad accorciare i cicli di ricerca e sviluppo, a ridurre i costi di adeguamento e a migliorare la competitività sul mercato.

scansione inversa
Progettazione di stampi 3D

La progettazione di stampi 3D utilizza la tecnologia digitale per costruire con precisione la struttura dello stampo, coprendo i tre principali processi di colata: pressofusione, colata a bassa pressione e colata a gravità, aiutando le imprese a produrre in modo efficiente pezzi di alta precisione. La progettazione di stampi per pressofusione è adatta alla produzione di parti complesse (come parti di automobili, involucri elettronici), basandosi sulla tecnologia di riempimento ad alta pressione e ad alta velocità per garantire che la superficie delle parti a parete sottile sia liscia e le dimensioni siano precise, concentrandosi sulla resistenza alla pressione dello stampo e sull'efficienza di raffreddamento; la progettazione di stampi a bassa pressione consiste nel riempire la cavità con una pressione liscia e bassa (0,01-0,05MPa) per ridurre i difetti dei fori d'aria, ed è adatta per i prodotti di medie e grandi dimensioni che hanno requisiti elevati per la compattezza dei mozzi delle ruote in lega di alluminio, con particolare attenzione all'ottimizzazione del sistema di colata e dei canali di riempimento e restringimento; la progettazione di stampi a gravità si basa sull'autopropulsione del metallo per aiutare le imprese a produrre in modo efficiente parti di alta precisione. La progettazione di stampi a gravità si basa sulla modellazione naturale del peso del metallo, con costi bassi e tempi di ciclo brevi, ed è adatta alla produzione di massa di strutture semplici come i giunti dei tubi, che devono risolvere i problemi di riempimento e ritiro insufficienti. Tutti e tre i tipi di processi possono essere utilizzati per pre-giudicare i difetti attraverso la modellazione 3D e l'analisi di simulazione (come la simulazione del flusso di fusione e il rilevamento delle sollecitazioni termiche), ottimizzare le superfici di separazione e il design degli scarichi e migliorare i tassi di rendimento riducendo i costi di formatura, in modo da soddisfare le richieste diversificate di fusioni di precisione nei settori automobilistico, aerospaziale e degli elettrodomestici.

  • Stampo per pressofusione 3D
  • Colata gravitazionale 3D
  • Colata a bassa pressione 3D

Progettazione di stampi per pressofusione

Hersin utilizza software CAD/CAM avanzati (ad esempio SolidWorks, AutoCAD) per realizzare lo sviluppo digitale di stampi di alta precisione e ottimizzare i sistemi di scorrimento, le strutture di raffreddamento e le soluzioni di espulsione per migliorare la durata e la produttività dello stampo. I nostri servizi di progettazione coprono parti automobilistiche, parti elettroniche, elettrodomestici e altre aree di pressofusione, attraverso la verifica di simulazione 3D per ridurre il costo dello stampo di prova, per garantire l'accuratezza della superficie di separazione e il controllo della tolleranza ± 0,01 mm, per supportare la progettazione di superfici curve complesse e strutture a pareti sottili, per aiutare le imprese a ridurre il ciclo di sviluppo dei prodotti 30%. Forniamo soluzioni personalizzate per il portastampo, la slitta e il sistema di scarico, in linea con gli standard ISO9001, per soddisfare le esigenze del processo di pressofusione di leghe di zinco/alluminio/magnesio; cliccate sulla consultazione per ottenere un piano di progettazione gratuito!

stampo per pressofusione

Servizi di progettazione 3D e ingegneria digitale

La Ningbo Hexin Moulding Co., Ltd. offre una gamma completa diProgettazione inversa dei prodotti, conversione di disegni tecnici bidimensionali in modelli tridimensionali, progettazione 3D di stampi per fusioneServizi di ingegneria digitale in tre aree principali. Avvalendosi delle principali piattaforme CAD quali SolidWorks, UG/NX e AutoCAD, in combinazione con strumenti di simulazione del flusso di fusione quali ProCAST, MAGMASOFT e Flow-3D, Hexin, già nella fase iniziale dello sviluppo degli stampi, è in grado di prevedere i difetti di fusione e ottimizzare il sistema di colata e scarico tramite modellazione digitale e analisi di simulazione, limitando il numero di prove e ritocchi degli stampi aentro 2 turni, riducendo in modo significativo i tempi di sviluppo degli stampi e i costi legati agli errori.

Posizionamento del servizio:La progettazione 3D rappresenta la fase iniziale del processo di sviluppo degli stampi per fusione. Hexin offre un servizio integrato che va dal rilevamento geometrico del prodotto → alla modellazione 3D → alla progettazione dello stampo → alla simulazione del flusso di fusione → alla produzione dello stampo; i dati di ciascuna fase sono perfettamente integrati tra loro, evitando così le rilavorazioni e la perdita di informazioni causate da una mancata sincronizzazione tra i file di progettazione e la fase di produzione.

Processo di progettazione inversa del prodotto

Per quanto riguarda la riproduzione di componenti fisici privi di disegni originali, la riproduzione di pezzi di ricambio per stampi obsoleti o le esigenze di analisi dei prodotti della concorrenza, He Xin adottaScansione 3D ad alta precisione + Ricostruzione di modelli CADIl metodo di reverse engineering consente di trasformare i componenti fisici in modelli digitali modificabili e ottimizzabili. Le cinque fasi dell’intero processo sono strettamente interconnesse, garantendo che la precisione del modello di reverse engineering soddisfi i requisiti di produzione ingegneristica:

1

Acquisizione di dati tridimensionali

I dati della nuvola di punti della superficie dei componenti vengono acquisiti tramite scanner laser o dispositivi a luce strutturata, con una precisione di scansione di ±0,02 mm, consentendo di rilevare la curvatura di superfici complesse, le transizioni con raccordi arrotondati e i minimi dettagli delle caratteristiche.

2

Elaborazione e modellazione di nuvole di punti

In Geomagic Design X / SolidWorks, si procede alla riduzione del rumore, all’unione e all’adattamento delle superfici delle nuvole di punti per generare un modello a mesh triangolare (formato STL) e colmare le aree non scansionate.

3

Estrazione e analisi delle caratteristiche

Identificare le caratteristiche geometriche chiave — piani di riferimento, fori di posizionamento, superfici di accoppiamento, distribuzione dello spessore delle pareti — ed estrarre le informazioni relative alle tolleranze dimensionali e geometriche, fornendo così le basi per la modellazione parametrica.

4

Ricostruzione di modelli CAD

Sulla base dei risultati dell'analisi delle caratteristiche, ricostruire il modello solido in modo parametrico nel software CAD, correggere i difetti di scansione e aggiungere la smussatura di sformo (1°~3°) e gli arrotondamenti di fusione (R≥1,5 mm).

5

Verifica dell'ottimizzazione positiva

Ottimizzare la struttura del modello adottando un approccio di progettazione proattiva, verificare la producibilità tramite simulazioni CAE e generare disegni tecnici (compresi i tolleranze dimensionali e geometriche) e modelli di produzione.

Conversione di disegni tecnici bidimensionali in modelli tridimensionali

Sulla base delle informazioni fornite dal clienteDisegni tecnici in 2D (DWG/DXF/PDF)Partendo da questa base, gli strumenti di modellazione CAD parametrica consentono di convertire viste in pianta, quote, simboli di sezione e informazioni sulle tolleranze in modelli digitali tridimensionali precisi. Questo processo richiede che i progettisti possiedanoCapacità di interpretare i disegni tecnicirispondere con il cantoCapacità di ricostruzione geometrica dello spazio, assicurarsi che il modello sia conforme alle intenzioni progettuali dei disegni:

1

Analisi dei disegni

Analizzare, vista per vista, le quote, i requisiti di tolleranza e i simboli di rugosità superficiale presenti nelle tre viste (vista frontale, vista dall’alto, vista laterale) e nella sezione, identificando i piani di riferimento chiave e i rapporti di accoppiamento.

2

Modellazione di base

In SolidWorks / UG / NX, si costruiscono le geometrie di base tramite operazioni quali estrusione, rotazione, scansione e loft, definendo i parametri del modello in stretta conformità con le quote del disegno.

3

Aggiunta di caratteristiche dettagliate

Aggiungere dettagli quali smussature, arrotondamenti, angoli di sformo, fori filettati, nervature di rinforzo ecc. e regolare la precisione dimensionale a ±0,02 mm in base alle quotature del disegno.

4

Verifica dell'assemblaggio

Eseguire controlli di interferenza e simulazioni di movimento su assiemi composti da più parti, verificare i giochi di accoppiamento e i campi di movimento, per garantire che i modelli 3D soddisfino i requisiti di assemblaggio e utilizzo.

Progettazione 3D di stampi per fusione

Copertura di He XinStampi per pressofusione ad alta pressione, stampi per fusione a bassa pressione, stampi per fusione per gravitàProgettazione 3D di stampi per tre tipi di processi. I diversi processi di fusione presentano notevoli differenze in termini di requisiti di resistenza degli stampi, progettazione del raffreddamento, strategie relative alle linee di divisione e disposizione dei sistemi di sfiato; di seguito vengono illustrati uno per uno, dai parametri di progettazione ai metodi di simulazione:

Progettazione di stampi per pressofusione

Precisione del piano di divisione±0,01 mm
Materiali per stampiAcciaio per lavorazione a caldo H13 / SKD61
Progettazione del sistema di raffreddamentoCanali di raffreddamento conformi alla forma + Tubi di raffreddamento puntuali
Strumenti di simulazioneFlow-3D / MAGMASOFT
Meccanismo a cursoreEstrazione idraulica dell'anima / Colonne di guida inclinate
applicazione tipicaComponenti automobilistici, involucri elettronici
Il riempimento ad alta pressione e ad alta velocità (velocità di riempimento 50–100 m/s) richiede che lo stampo possieda un’elevata resistenza alla pressione e un’efficace capacità di raffreddamento. Punti chiave della progettazione: ① Ottimizzazione del sistema di colata e scarico — Determinazione della posizione del punto di iniezione interno, della sezione trasversale e della disposizione dei canali di sfioro tramite simulazione del flusso di colata, per garantire un riempimento equilibrato; ② Progettazione dei canali di raffreddamento: l’adozione di canali di raffreddamento conformi alla forma dello stampo consente di controllare il campo termico dello stampo (180~220°C), evitando che i punti caldi causino l’adesione del prodotto allo stampo; ③ Sistema di sfiato: l’inserimento di canaline di sfiato (profondità 0,08~0,15 mm) lungo la linea di divisione e in corrispondenza degli anime riduce i difetti dovuti alla presenza di aria intrappolata.

Design dello stampo di colata a bassa pressione

Precisione del piano di divisione±0,03 mm
Materiali per stampiH13 / QT500-7 ghisa sferoidale
Metodo di colataIniezione dal fondo del tubo di risalita + mantenimento della pressione e compensazione del ritiro
Strumenti di simulazioneProCAST / MAGMASOFT
Pressione di riempimento0,02–0,08 MPa
applicazione tipicaCerchi in lega di alluminio, alloggiamento del motore
Le caratteristiche del processo di colata a flusso laminare (velocità di colata 0,05–0,5 m/s) + compensazione della contrazione mediante pressione (0,1–0,3 MPa) determinano che il cuore della progettazione dello stampo sia costituito dal sistema di colata e dai canali di compensazione. Punti chiave della progettazione: ① Diametro del tubo di risalita e posizione della bocca di colata — garantire una risalita regolare dell’alluminio fuso e un campo termico uniforme; ② Controllo della solidificazione sequenziale — garantire la pervietà dei canali di compensazione tramite la progettazione del campo termico dello stampo e il raffreddamento/riscaldamento locale; ③ Progettazione dello sfiato — predisporre tappi di sfiato (φ6~φ10 mm) nel punto più alto della cavità e nella parte più distante, per evitare l’intrappolamento di aria.

Progettazione di stampi per la colata a gravità

Precisione del piano di divisione±0,02 mm
Materiali per stampiQT500-7 / HT250
Metodo di colataColata per gravità dall'alto/dal basso + compensazione della contrazione tramite canale di colata
Strumenti di simulazioneAnyCasting / ProCAST
Adattamento dell'anima in sabbiaStampo in metallo + anima in sabbia resinosa
applicazione tipicaCollettore del motore, corpo pompa
Il riempimento per gravità si basa sulla progettazione geometrica del sistema di colata per controllare il flusso; lo stampo ha un costo contenuto, ma è necessario risolvere in modo mirato i problemi di riempimento insufficiente e contrazione. Punti chiave della progettazione: ① Sistema di colata — Progettazione della sezione trasversale del canale di colata trasversale e dell’altezza del canale di colata verticale, per garantire una velocità di riempimento adeguata (evitando la turbolenza); ② Disposizione dei canali di colata — Calcolo della posizione e delle dimensioni dei canali di colata mediante il metodo dei punti caldi, per ottenere una solidificazione sequenziale; ③ Integrazione con le anime in sabbia — Progettazione combinata di stampo in metallo e anime in sabbia resinosa, per adattarsi a strutture interne complesse.

Confronto sintetico dei parametri di progettazione di tre tipi di stampi per fusione

Parametri di progettazione Stampi per pressofusione (HPDC) Stampi per fusione a bassa pressione (LPC) Stampi per fusione per gravità (GDC)
Precisione del piano di divisione±0,01 mm±0,03 mm±0,02 mm
Materiali per stampiAcciaio per lavorazione a caldo H13 / SKD61H13 / QT500-7QT500-7 / HT250
Durata dello stampoDa 80.000 a 150.000 cicliDa 30.000 a 50.000 cicliDa 20.000 a 100.000 cicli
Metodo di raffreddamentoCanali di raffreddamento conformi alla forma + Tubi di raffreddamento puntualiRaffreddamento ad acqua/ad aria; controllo della temperatura per zonaRaffreddamento naturale / Raffreddamento locale ad aria
Progettazione del sistema di scaricoScanalature di sfiato sul piano di divisione (0,08–0,15 mm)Tappi di sfiato (da φ6 a φ10 mm)Piano di divisione + Sfiato dell'anima in sabbia
Cursore/Estrazione animaEstrazione idraulica dell'anima / Colonne di guida inclinateEstrazione idraulica dell'anima / ManualeManuale / Colonna di guida inclinata
Pendenza dello stampo di imbutitura1°–2° (interno) / 0,5°–1° (esterno)da 1,5° a 3°da 2° a 5°
Ciclo di sviluppo degli stampiDa 25 a 40 giorni20-30 giorniDa 15 a 25 giorni
Numero di ritocchi allo stampo di prova≤2 turni≤2 turni≤2 turni
Costo degli stampi (relativo)centraleBassa ~ media
Adattamento allo spessore delle pareti dei pezzi fusida 1 a 6 mmda 3 a 15 mmda 4 a 30 mm
Prodotti tipiciAlloggiamenti per sensori automobilistici, dissipatori di calore per componenti elettroniciCerchi in lega di alluminio, alloggiamenti per motori di veicoli a energia nuovaCollettore del motore, corpo valvole idrauliche

Simulazione CAE del flusso e previsione dei difetti

He Xin ha introdotto già nella fase di progettazione degli stampiAnalisi di simulazione CAE per la fusione, prevedere, tramite simulazioni numeriche, il comportamento di riempimento del metallo fuso nella cavità dello stampo, il processo di solidificazione e i possibili difetti di fusione, al fine di ottimizzare il progetto prima della lavorazione dello stampo. Le principali capacità di simulazione coprono i seguenti aspetti:

1

Simulazione del processo di carica

Simulare il percorso di flusso del metallo fuso nella cavità, la velocità di riempimento e la distribuzione della temperatura, prevedere difetti quali l’intrappolamento di aria, le zone fredde e l’insufficiente riempimento, ottimizzare la posizione del punto di colata e la sezione trasversale del canale di colata.

2

Analisi del processo di solidificazione

Calcolare l'ordine e i tempi di solidificazione delle varie parti del pezzo fuso, individuare le zone di fase liquida isolate e la posizione dei punti caldi, prevedere la tendenza alla formazione di cavità da contrazione e di pori da contrazione, ottimizzare la disposizione dei canali di colata e il sistema di raffreddamento.

3

Sollecitazioni termiche e deformazioni

Analizzare la distribuzione delle sollecitazioni termiche e le tendenze di deformazione dei pezzi fusi durante i processi di solidificazione e raffreddamento, prevedere il rischio di fessurazioni termiche e gli scostamenti dimensionali, e fornire indicazioni per la progettazione della compensazione della controdeformazione dello stampo.

4

Campo termico dello stampo

Simulare la distribuzione del campo termico e lo stato di equilibrio termico dello stampo durante la produzione in serie, ottimizzare la disposizione dei canali di raffreddamento e i parametri del fluido di raffreddamento, garantendo che la temperatura dello stampo rimanga stabile entro i limiti della finestra di processo (±10 °C).

Problemi tecnici comuni nella progettazione 3D e nello sviluppo degli stampi

D: Qual è il livello di precisione raggiungibile con la scansione per la progettazione inversa? è in grado di soddisfare i requisiti per la produzione di stampi?
Lo scanner laser ad alta precisione utilizzato da He Xin raggiunge, in modalità standard, una precisione di scansione pari a ±0,02 mm, in grado di soddisfare le esigenze di progettazione della stragrande maggioranza degli stampi per fusione. Tuttavia, è importante notare che la precisione di scansione non equivale alla precisione del modello finale: la chiave del reverse engineering risiede nella fase di ricostruzione del modello CAD dopo l’elaborazione della nuvola di punti. Il progettista deve identificare il rumore di scansione e le caratteristiche geometriche reali, apportando le correzioni necessarie tramite la modellazione parametrica. Per quanto riguarda le caratteristiche chiave, quali le superfici di accoppiamento e i fori di posizionamento, He Xin, dopo la ricostruzione, effettua una verifica fisica tramite una macchina di misura a coordinate tridimensionali per garantire che la precisione del modello soddisfi i requisiti ingegneristici. Se il componente presenta zone non scansionabili, quali scanalature profonde e strette o fori profondi di piccolo diametro, potrebbe essere necessario integrare i dati con misurazioni manuali.
D: è possibile procedere direttamente alla progettazione dello stampo se si dispone solo di disegni bidimensionali e non di modelli tridimensionali?
Certamente. He Xin offre un servizio completo di conversione di disegni tecnici bidimensionali in modelli tridimensionali, supportando l’importazione di disegni in formati quali DWG, DXF, PDF e altri. Va tuttavia precisato che l’integrità e l’accuratezza dei disegni bidimensionali influiscono direttamente sulla qualità della modellazione tridimensionale: in caso di incongruenze nelle quote, viste mancanti o indicazioni di tolleranza poco chiare, i progettisti dovranno verificare tali aspetti con il cliente prima di procedere alla modellazione. Per i componenti con superfici curve complesse (come giranti, volute, ecc.), i disegni bidimensionali difficilmente riescono a rappresentare in modo completo le informazioni relative alle superfici tridimensionali; si consiglia quindi di fornire un campione fisico per la modellazione tramite scansione inversa, che garantisce maggiore efficienza e precisione.
D: La simulazione del flusso di materiale può sostituire la prova stampo? Oppure è comunque necessaria una verifica tramite prova stampo?
La simulazione del flusso dello stampo non può sostituire completamente le prove di stampaggio, ma può ridurre significativamente il numero di prove necessarie. L’esperienza pratica di He Xin dimostra che una simulazione CAE adeguata può ridurre il numero di cicli di prove e rettifiche dello stampo dai tradizionali 4-6 a non più di 2. I motivi per cui la simulazione non può sostituire la prova stampo sono i seguenti: ① il modello di simulazione stesso si basa su ipotesi semplificative (come il coefficiente di scambio termico interfacciale, il modello costitutivo dei materiali, ecc.), che comportano scostamenti rispetto alle condizioni operative reali; ② le variabili del processo di produzione (come le fluttuazioni della temperatura dell’alluminio fuso, l’uniformità del preriscaldamento dello stampo, l’efficacia della spruzzatura del distaccante) sono difficili da riprodurre completamente nella simulazione. L’approccio corretto è "simulazione prima, verifica con prove su stampo dopo": selezionare la soluzione ottimale tramite simulazione, quindi confermare e mettere a punto i parametri di processo attraverso prove su stampo.
D: Quale software utilizza He Xin per la progettazione degli stampi? è possibile integrare direttamente i formati dei file di progettazione dei clienti?
He Xin utilizza principalmente SolidWorks e UG/NX per la progettazione 3D di stampi e supporta l'importazione diretta dei principali formati CAD (STEP, IGES, X_T, STL, DWG, DXF ecc.). He Xin è inoltre in grado di leggere e modificare direttamente i file CAD nativi forniti dai clienti (ad esempio SolidWorks .sldprt, CATIA .CATPart, Pro/E .prt). Se il cliente utilizza altre piattaforme CAD, si consiglia di esportare i file nel formato STEP AP242, che consente di mantenere la geometria e le relazioni di assemblaggio, riducendo al minimo la perdita di dati durante la conversione. Per quanto riguarda la simulazione del flusso di materiale, Hexin utilizza strumenti professionali quali ProCAST, MAGMASOFT e Flow-3D, in grado di generare rapporti dettagliati di analisi di simulazione da sottoporre alla valutazione del cliente.

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Inviateci i disegni dei vostri prodotti, le foto dei campioni reali o le specifiche di progettazione: il nostro team di ingegneri effettuerà una valutazione tecnica entro 24 ore e vi fornirà i tempi di progettazione e un preventivo.

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