汽车行业发动机周边案例|惊人的节省 Moldflow在美嘉帕拉斯特的联合仿真

汽车行业发动机周边案例|惊人的节省 Moldflow在美嘉帕拉斯特的联合仿真

美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司(以 下简称“上海美嘉帕拉斯特”)一年可以挣多少钱我们并不清楚,但是通过引入欧特克公司Autodesk Simulation Moldflow软件,公司每年节约的费用就有大概一百万欧元,而 “这还只是粗略估算。” 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司模流分析主管李冰先生淡定地说。

汽车行业发动机周边案例|惊人的节省 Moldflow在美嘉帕拉斯特的联合仿真

客户成功案例 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司

公司

美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司

地址 中国,上海

软件 Autodesk® Simulation Moldflow®

很 显 然 ,借 助 A u t o d e s k Simulation Moldflow仿真分析 软件不仅可以预判注塑产品在制 造过程中的各种风险,大大节约 了制造成本,同时也为注塑工程 师、项目经理节约了各种成本。而 且通过可视化的输出结果并结 合试模可以和工厂互动,为不同 的产品建立知识数据库。

— 李冰 模流分析主管 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)限公司

欧特克的注塑成型仿真解决方 案对于企业的帮助是显而易见 的,单就Autodesk Simulation Moldflow软件而言,我个人认为中 国目前的整体应用水平已经很高 了,而且应用环境很好,绝对不比 欧美等发达国家差。

— 李冰 模流分析主管 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)限公司

上海美嘉帕拉斯特主要产品

美嘉帕拉斯特集团(MECAPLAST)创建于1955年, 总部位于摩纳哥,是欧洲领先的汽车零部件供应 商。其主要设计和制造汽车零部件、完成系统的塑 料制品以及纺织品和金属供应汽车市场, 产品线 涵盖23个生产基地,全球拥有3个技术中心,11个 技术办公室和14个销售公司,覆盖全球17个国家。 在中国,美嘉帕拉斯特设有4个生产基地、2个技术 中心和1个模具中心。

美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司是美 嘉在中国的独资企业,成立于2005年,厂房面积 8300平方米,现有员工360多人,主要客户有GM、 BMW、大众、NISSAN和VOLVO等,产品涵盖汽车的 内饰件及功能件,诸如汽车的座椅饰件、发动机罩 盖、进气及可变歧管、水管接头以及空气滤清系统 等,通过ISO 9011/ ISO TS 16949标准认证。

对于一个赢利性的企业而言,“开源”挣钱绝对是 企业第一要务,对于“节流”往往不是那么重视。 但是,如果告诉你某公司通过引进一项软件技术, 粗略估计每年会为公司节省一百万欧元,面对如此 惊人的数字,你还会淡定吗?

美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司(以 下简称“上海美嘉帕拉斯特”)一年可以挣多

少钱我们并不清楚,但是通过引入欧特克公司 Autodesk Simulation Moldflow软件,公司每年节 约的费用就有大概一百万欧元,而 “这还只是粗 略估算。” 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有 限公司模流分析主管李冰先生淡定地说。

巨大的“节流”空间 作为一个圈外人,你或许没听说过“美嘉帕拉 斯特”这个名字,但是对德国大众、BMW(宝 马)、美国GM(通用)、福特、法国标致、雷 诺以及日本的本田和日产等汽车品牌想必不会陌 生。好吧,美嘉帕拉斯特生产的汽车零部件就是 给上述这些国际知名汽车企业供货的——当然还 有很多并没有列出名字的汽车公司。

作为一家汽车零部件业界知名的跨国企业,美嘉 帕拉斯特集团公司目前在全球共有23个生产基 地、3个技术中心、11个技术办公室和14个销售 公司。而在中国,美嘉帕拉斯特集团公司已经在 武汉、上海和烟台先后建有3个生产基地,其位于 辽宁沈阳的工厂也将于2015年正式投产,此外美 嘉帕拉斯特集团在中国市场还设有2个技术中心及 1家模具办公室,集团对于中国市场的重视程度由 此可见一斑。

惊人的节省 Moldflow在美嘉 帕拉斯特的联合仿真

客户成功案例 美嘉帕拉斯特汽车零部件(上海)有限公司

“公司的产品种类繁多,主要是汽车的内饰件及 功能件,诸如汽车的座椅饰件、发动机罩盖、 进气及可变歧管、水管接头以及空气滤清系统 等。”李冰介绍说,“很显然因为涉及到产品的 冷却、流动及翘曲分析还有模态、静/动刚度分 析、流体动力学甚至噪声学的分析,所以CAE仿 真能力对我们而言是必须具备的。”

美嘉帕拉斯特欧洲公司一直都在使用Autodesk Simulation Moldflow分析软件对于产品的冷却、 流动及翘曲等进行分析。“不过苦于没有合适的 人选,很遗憾美嘉帕拉斯特中国公司此前并没有 使用Autodesk Simulation Moldflow,如果产品设 计到相关分析部分,都是交由法国总部进行分析 然后反馈数据进行调整修改。”李冰坦言,“此 过程效率明显偏低。而且随着中国公司所生产产 品的种类及数量剧增,尤其是功能零部件部分对 于工程人员的要求更高,如此协调显然无法满足 公司在中国市场业务的快速增长。”

于是乎,美嘉帕拉斯特中国区Moldflow业务的 开展就变得迫在眉睫。“当时美嘉帕拉斯特急需 一名专业的Moldflow工程师,一方面协调与欧 洲总部的相关业务,同时负责管理公司中国区 Moldflow的业务。”李冰介绍说,“而我之前在 外地工作,由于家庭原因必须回上海,所以当时 双方可以说是一拍即合吧。”

很显然由于李冰的加入,让美嘉帕拉斯特与 Autodesk Simulation Moldflow在中国的关系变得 更为紧密,同时也拉开了美嘉帕拉斯特“节流” 的大幕。

工艺优化 牛刀小试 虽然美嘉帕拉斯特与A u t o d e s k S i m u l a t i o n Moldflow在中国“牵手”时间不长,但是由于 双方在欧洲就有着悠久的合作渊源,而且得益 于李冰多年的Moldflow使用经验,所以双方的 合作可谓顺风顺水。在应用Autodesk Simulation Moldflow软件之后,美嘉帕拉斯特的相关工作也 有了明显的改观:以美嘉帕拉斯特生产的某可变 歧管中心件为例,Autodesk Simulation Moldflow 在优化生产工艺的同时显著降低了制造成本。

该进气及可变歧管中心件的生产问题,在于当初 为了导流,在中间增加了假流道,防止困气短 射,但是在量产一段时间之后,注射压力超过了 机器最大注射压力导致短射。“这主要是因为只 考虑了注射阶段的压力,而速度压力切换点的压 力过大所致。”李冰解释说,“而借助Autodesk

Autodesk 和 Autodesk 标识是 Autodesk, Inc.在美国和其他国家的注册商标。所有其他品牌名称、产品名称或商标分别属于各自所有者。Autodesk保留 在不事先通知的情况下随时变更产品和服务内容、说明和价格的权利,同时对文档中出现的文字印刷或图形错误不承担任何责任。 © 2013 Autodesk, Inc.。保留所有权利。

S imu la t ion Mold f low软件中的Ram speed , recommended进行优化之后,给出了一个优化工 艺。”参照Moldflow的优化建议,美嘉帕拉斯特 将最大注射压力从150Mpa降低到132Mpa,降低 了12%。速度压力切换点压力从150Mpa降低到 52Mpa,降低了65%。

使用Moldflow的Ram speed, recommended对产品进行优化

问题迎刃而解,值得一提的是“结合到公司的产 能需求,以前生产这样的零部件需要两台注塑机 同时工作,借助Moldflow软件优化工艺之后,只 需要一台注塑机就可以满足以前的产量,仅此一 项每年就可以节省人民币一百万元。”李冰如是 说,“很显然借助Autodesk Simulation Moldflow 仿真分析软件,不仅可以预判注塑产品在制造过 程中的各种风险,大大节约了制造成本,同时也 为注塑工程师、项目经理节约了各种成本。而且 通过可视化的输出结果,并结合试模则可以和工 厂互动,为不同的产品建立知识数据库。”

流程开发 全面应用 美嘉帕拉斯特生产的汽车零部件主要是内外饰件 和功能件。如果说内外饰件更多的是考虑美观, 借助软件进行一次优化基本就可以解决问题,那 么相比较而言,汽车功能件的设计仿真则要复杂 的多,不仅要考虑到模态、模流分析,还设计到 空气噪声分析,甚至流体动力学分析,其工艺优 化往往是多回合的,数据对比也更为复杂。李冰 以某空气进气系统为例,讲述了美嘉帕拉斯特的 CAE开发流程。

该空气进气系统包括滤壳、谐振腔管主要部件, 分别需要进行模态分析、模流分析、空气噪声分 析和流体动力学分析。其中模流分析主要是验证 注塑产品的外观及变形问题,模态分析则是专注 于机械结构的固有振动特性,空气噪声分析顾名 思义就是进气噪声作为汽车的一个重要噪声源需 要CAE技术优化,而流体动力学的分析则是因为 发动机进气系统压降如果不达标会直接影响发动 机输出功率。

其中谐振腔部件的模流分析选择了Autodesk Simulation Moldflow软件,而谐振腔及滤壳的模

态分析选用了Autodesk Simulation Mechanical及 其他两款软件,流体动力学分析选用了Autodesk Simulation CFD仿真软件及另一款软件。“在模流 分析领域,Autodesk Simulation Moldflow软件相 当不错,可以说是排他的,而在流体动力学和模 态分析方面,我们则测试了几款不同的软件,想 比较而言Mechanical和CFD模拟值和实验值误差 为±3%,可以说完全可以满足工程需要。”李冰 总结说,“功能性塑料产品在开发设计过程中使 用结构、流体动力学、声学及模流分析等辅助仿 真软件大大节约了项目周期,同时节约了各种成 本。”

利用Moldflow检验谐振腔部件去筋后变形对焊接筋的影响 (右为去筋设计)

看得见的节省 众所周知,对于企业而言制造成本的概念是比较宽 泛的,除了时间成本外,对美嘉帕拉斯特这样的汽 车零部件企业而言,其制造成本包括模具成本、材 料成本以及测试修模成本等。为了清晰地体现欧特 克仿真分析软件对美嘉帕拉斯特带来的经济效益, 李冰粗略估算了一下其在中国区业务的成本节省, 正可谓“不算不知道,一算吓一跳。”

首先从模具制造成本上来说,借助欧特克仿真分 析软件的优化工艺,机加工成本以及刀具磨损成 本,尤其是由此带来的缩短交货期直接使模具成 本,每年减少约39万欧元;在材料及制造成本方 面,由于材料节省带来的成本节约大约为62万欧 元;此外在测试成本方面每年大约节约2.5万欧 元,“如此估算下来美嘉帕拉斯特每年节省工程 总成本将超过100万欧元!”李冰坦言,“而这还 仅仅是美嘉帕拉斯特中国区的情况,没有谁会对 此无动于衷的。”

关于未来 “欧特克的注塑成型仿真解决方案对于企业的 帮助是显而易见的,单就Autodesk Simulation Moldflow软件而已,我个人认为中国目前的整 体应用水平已经很高了,而且应用环境很好,绝 对不比欧美等发达国家差。”李冰坦言,“不过 对企业而言,如果可以更多的关注注塑工艺,尤 其是对一线调机的工人进行一些使用培训,那么 Autodesk Simulation Moldflow在工厂将会得到更 好的应用,发挥更大的作用。”


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