在剛剛過去的全國首屆“適創(chuàng)杯”模具設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)賽暨適創(chuàng)科技2023年用戶大會(huì)上，多位行業(yè)專家、企業(yè)用戶與參賽選手，向來賓呈現(xiàn)了精彩紛呈的報(bào)告。

這些報(bào)告涉及行業(yè)最前沿知識(shí)，并與實(shí)際案例深度結(jié)合，是一體化壓鑄新時(shí)代下不可多得的珍貴資料。

本文中，適創(chuàng)科技公布清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)的專家在大會(huì)上的精彩報(bào)告，歡迎有志從業(yè)者們觀看！

熊守美

清華大學(xué)材料學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)副理事長

關(guān)鍵詞：大型一體化壓鑄模具設(shè)計(jì)

內(nèi)容：清華大學(xué)熊守美教授在報(bào)告《大型一體化壓鑄模具設(shè)計(jì)及挑戰(zhàn)》中，進(jìn)一步討論了大型一體化模具設(shè)計(jì)的必要要素，并對(duì)大型一體化壓鑄裝備開發(fā)及大型一體化壓鑄件產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出了許多重要建議。

熊守美教授展示了當(dāng)前國內(nèi)外一體化壓鑄應(yīng)用的背景，并結(jié)合團(tuán)隊(duì)開發(fā)的減震塔案例，從微觀角度闡述了鑄件縮松、延伸度不足等缺陷成型機(jī)理，總結(jié)出一體化壓鑄必須要達(dá)到的三大要求：高真空、高速壓射與控制預(yù)結(jié)晶組織。

為了達(dá)成這三項(xiàng)要求，熊教授介紹了目前國內(nèi)外最前沿的解決手段。

譬如，為達(dá)成生產(chǎn)可用的10千帕真空，可以采用分型面密封、設(shè)置抽真空通道，真空液壓閥，三真空系統(tǒng)等多種方式，并開設(shè)真空檢測孔，實(shí)現(xiàn)過程檢測。

再者，為良好控制預(yù)結(jié)晶現(xiàn)象，工程師可以對(duì)鑄件進(jìn)行分區(qū)與澆口分配，如適當(dāng)增加緩沖槽、加熱料筒等。在設(shè)計(jì)流道系統(tǒng)時(shí)，要充分考慮金屬液流動(dòng)長度，并通過智鑄超云等平臺(tái)進(jìn)行模溫系統(tǒng)與流道設(shè)計(jì)。

最后，熊教授還對(duì)一體化壓鑄所需的設(shè)備能力進(jìn)行了探討。針對(duì)當(dāng)下業(yè)界研究的超高速壓鑄技術(shù)，熊教授認(rèn)為，提升設(shè)備的壓射性能至關(guān)重要，大型一體化壓鑄設(shè)計(jì)需要借助模流仿真技術(shù)，與壓鑄工藝評(píng)估及工藝設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，以保證產(chǎn)品最終性能。

報(bào)告現(xiàn)場回顧：https://mp.weixin.qq.com/s/8OYtQ6WS3uvgjWaqcliMYw

彭立明

上海交通大學(xué)輕合金精密成型國家工程研究中心常務(wù)副主任，金屬基復(fù)合材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，國家“萬人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家，中國鑄造協(xié)會(huì)(AFC)壓鑄分會(huì)副事長

關(guān)鍵詞：免熱處理鋁合金材料

內(nèi)容：上海交通大學(xué)彭立明教授在報(bào)告《免熱處理高強(qiáng)韌壓鑄鋁合金材料及其在汽車結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用》中，詳細(xì)介紹了免熱處理高強(qiáng)韌壓鑄合金材料的設(shè)計(jì)與開發(fā)。

彭教授從鋁合金材料入手，歸納了一體化壓鑄的新要求：一體性、輕量性與環(huán)境連接性，即實(shí)現(xiàn)減重的同時(shí)保持強(qiáng)度一致，且易于與鋼結(jié)構(gòu)件連接，延伸率不應(yīng)低于8%，屈服強(qiáng)度應(yīng)大于120MPa。而舊有經(jīng)熱處理的鋁合金（以SF36為代表）因減重有限，薄壁件熱處理易變形等原因，不適合用于大型車身鑄件中，需要進(jìn)行革新。

彭教授展示了團(tuán)隊(duì)開發(fā)的JDA高強(qiáng)高韌鑄造鋁合金系列，它充分考慮了鑄件的力學(xué)性能與工藝性能，包含Al-Si、Al-Mg-Zn-Cu等體系。

其中，免熱處理的JDA1系列可用于螺栓連接、鉚接工藝的結(jié)構(gòu)件中，且部分擁有自強(qiáng)化特性；JDA2系列已經(jīng)用于副車架開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了屈服強(qiáng)度190MPa、抗拉強(qiáng)度300MPa、延伸率大于8%，變形量僅±2.5mm的優(yōu)秀成績。

為了用好材料，彭教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了全程跟進(jìn)研發(fā)，通過智鑄超云等軟件進(jìn)行集成設(shè)計(jì)，配合高精度數(shù)據(jù)庫進(jìn)行仿真模擬，并進(jìn)行實(shí)地生產(chǎn)測試，目前已實(shí)現(xiàn)超過20款汽車零部件的批量化供應(yīng)，與多家企業(yè)實(shí)現(xiàn)合作。

報(bào)告現(xiàn)場回顧：https://mp.weixin.qq.com/s/8OYtQ6WS3uvgjWaqcliMYw

陳豫增

西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院教授，“萬人計(jì)劃”科技領(lǐng)軍人才，材料研究學(xué)會(huì)凝固科學(xué)與技術(shù)分會(huì)秘書長

關(guān)鍵詞：增材制造熱作模具鋼、隨形控溫

摘要：西北工業(yè)大學(xué)陳豫增教授在報(bào)告《增材制造熱作模具鋼及壓鑄模具隨形控溫模芯增材制造》中，對(duì)壓鑄模具隨形控溫模芯設(shè)計(jì)及制造進(jìn)行了深入探討，并結(jié)合典型案例展開了深刻分析。

模具尤其是控溫模芯，是壓鑄工藝的載體，相較傳統(tǒng)的控溫流道設(shè)計(jì)，陳教授介紹了通過3D打印制造的隨形控溫流道，實(shí)現(xiàn)控溫精度與效率上的大幅提升，最終降低了鑄件缺陷。

陳教授將重點(diǎn)放在了增材制造的材料選擇上，相較傳統(tǒng)使用H13鋼進(jìn)行熔煉、精煉等方式，通過增材制造粉末床融合技術(shù)生產(chǎn)的模具，似模具擁有更好的表面質(zhì)量與零件精度。

在生產(chǎn)中，增材制造可使得模具的微觀結(jié)構(gòu)為胞狀組織，具備高固溶、亞穩(wěn)態(tài)的特性，最終具備溫度梯度極高，凝固速度快、冷卻速度快等優(yōu)勢。

相較于傳統(tǒng)模具，新模具易開裂的次數(shù)也顯著降低，可經(jīng)受幾萬模次的生產(chǎn)，在各向異性、沖擊韌性等指標(biāo)也表現(xiàn)優(yōu)異。陳教授研發(fā)出的新型模具材料YJ01，實(shí)現(xiàn)了40000模次的穩(wěn)定工作，可支撐200kg的鑄件生產(chǎn)，另一材料YJ03在導(dǎo)熱性能上，是競爭對(duì)手的兩倍。在設(shè)計(jì)模具溫控方案時(shí)，陳教授團(tuán)隊(duì)通過智鑄超云模擬計(jì)算，半小時(shí)可得出原本耗時(shí)兩天的結(jié)果。

在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，陳教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的一體壓鑄側(cè)滑塊。成功使生產(chǎn)節(jié)拍加速，從180秒/次提升到110秒/次，使用壽命也大幅增加。目前，陳教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的模具，普遍能達(dá)到30000模次以上，且未來還有進(jìn)一步提升空間。

報(bào)告現(xiàn)場回顧：https://mp.weixin.qq.com/s/8OYtQ6WS3uvgjWaqcliMYw