Valusimulointiohjelman imunäyttämien kalibrointi
Laine, Arttu (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022121530018
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022121530018
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää LeinoCast Oy:ssä käytettävän NovaFlow&Solid-valusimulointiohjelman imuvirhenäyttämien vertailukelpoisuutta suhteessa todellisiin valukappaleista löytyviin standardin hyväksymisrajan ylittäviin sisäisiin imuvirheisiin. Imuvirheet syntyvät sulan jähmettymisen aikaisen kutistumisen aikana. Imuvirheiden minimointi on keskeinen osa valujen menetelmäsuunnittelua ja siksi on tärkeää, että suunnitteluprosessin aikana simulointiohjelmasta saatavat tulokset ovat mahdollisimman vertailukelpoisia tuotannossa korjauksen vaativien virheiden kanssa.
Opinnäytetyön tekemisen aikana selvitettiin, että imunäyttämien syntymiseen valusimulaatiossa vaikuttaa keskeisesti kolme valettavan materiaalin CLF (critical liquid fraction) raja-arvoa. Raja-arvot syötetään ohjelmalle jähmettyvän sulan nestemäisen faasin osuuden prosenttiarvoina. Raja-arvot määrittelevät jähmettyvälle sulalle rajat sulan virtaukselle vapaasti, sulan virtaukselle muodostuvien dendriittien läpi ja virtaukselle ainoastaan plastisten muodonmuutosten aikana. CLF raja-arvojen kalibrointi suoritettiin kahdelle LeinoCast Oy:n tuotannossa käytettävälle teräkselle, jotka ovat G20MnCrMo5 ja G24Mn6+QT1.
Raja-arvojen kalibrointi toteutettiin neljän LeinoCast Oy:ssä tuotetun valutuotteen avulla, joista kaksi oli materiaaliltaan G20MnCrMo5 ja kaksi G24Mn6+QT1. Valutuotteista tehtiin virhekartat, joihin merkittiin ultraääni- ja magneettijauhetarkastusten yhteydessä löytyneet standardin hyväksymisrajan ylittävät ja siksi korjauksen vaativat virheet. Valusimulointiohjelmalla tehtiin testejä eri CLF raja-arvojen muutosten vaikutuksista simulointitulosten imunäyttämiin. Testeistä saadun tiedon avulla tehtiin kokeita eri CLF raja-arvojen variaatioilla, joita verrattiin todellisiin kappaleesta löytyneisiin hyväksymisrajan ylittäviin virheisiin. Vertailun perusteella valittiin parhaiten toimivat CLF raja-arvot.
Opinnäytetyön tekemisen aikana selvitettiin, että imunäyttämien syntymiseen valusimulaatiossa vaikuttaa keskeisesti kolme valettavan materiaalin CLF (critical liquid fraction) raja-arvoa. Raja-arvot syötetään ohjelmalle jähmettyvän sulan nestemäisen faasin osuuden prosenttiarvoina. Raja-arvot määrittelevät jähmettyvälle sulalle rajat sulan virtaukselle vapaasti, sulan virtaukselle muodostuvien dendriittien läpi ja virtaukselle ainoastaan plastisten muodonmuutosten aikana. CLF raja-arvojen kalibrointi suoritettiin kahdelle LeinoCast Oy:n tuotannossa käytettävälle teräkselle, jotka ovat G20MnCrMo5 ja G24Mn6+QT1.
Raja-arvojen kalibrointi toteutettiin neljän LeinoCast Oy:ssä tuotetun valutuotteen avulla, joista kaksi oli materiaaliltaan G20MnCrMo5 ja kaksi G24Mn6+QT1. Valutuotteista tehtiin virhekartat, joihin merkittiin ultraääni- ja magneettijauhetarkastusten yhteydessä löytyneet standardin hyväksymisrajan ylittävät ja siksi korjauksen vaativat virheet. Valusimulointiohjelmalla tehtiin testejä eri CLF raja-arvojen muutosten vaikutuksista simulointitulosten imunäyttämiin. Testeistä saadun tiedon avulla tehtiin kokeita eri CLF raja-arvojen variaatioilla, joita verrattiin todellisiin kappaleesta löytyneisiin hyväksymisrajan ylittäviin virheisiin. Vertailun perusteella valittiin parhaiten toimivat CLF raja-arvot.