帕盛博（蘇州）軟件科技有限公司總經(jīng)理余永吉先生（右）做客“直播間”，接受《壓鑄周刊》主編專訪

原標(biāo)題：模擬仿真技術(shù)助力壓鑄業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
帕盛博（蘇州）軟件科技有限公司總經(jīng)理余永吉先生專訪

在“2021全國壓鑄年會(huì)”上，主辦方中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)鑄造分會(huì)（“全國鑄造學(xué)會(huì)FICMES”）、《壓鑄周刊》聯(lián)合推出“對(duì)話行業(yè)專家：直播訪談”節(jié)目。邀請(qǐng)行業(yè)專家、知名企業(yè)相關(guān)負(fù)責(zé)人做客直播間，就當(dāng)下壓鑄行業(yè)的熱點(diǎn)話題和各自企業(yè)的發(fā)展情況展開“對(duì)話”。

其中，作為受訪嘉賓之一，帕盛博（蘇州）軟件科技有限公司總經(jīng)理余永吉先生，就FLOW-3D CAST鑄造模擬分析軟件的功能與優(yōu)勢(shì)，模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用和用途以及未來發(fā)展趨勢(shì)做了詳盡介紹和分析，并對(duì)有色鑄造及壓鑄行業(yè)的發(fā)展前進(jìn)發(fā)表了獨(dú)到的看法。

《壓鑄周刊》主編：FLOW-3D在算法上跟同類軟件有什么不同？FLOW-3D CAST在鑄造行業(yè)的應(yīng)用，有哪些優(yōu)勢(shì)？

余永吉先生：我接觸模擬分析軟件已有很多年，不同的軟件有不同的算法。FLOW-3D模擬分析軟件，主要起源于流體力學(xué)，歷史比較悠久。Flow Science的創(chuàng)始人C. W. (Tony) Hirt博士是流體體積法VOF方法的創(chuàng)立者之一。而FLOW-3D就是這項(xiàng)工作VOF的直接衍生，之后通過TruVOF提高了其復(fù)雜性，在跟蹤不同液/氣界面的速度和準(zhǔn)確性方面取得了開創(chuàng)性的進(jìn)步。這個(gè)獨(dú)特的專利技術(shù)叫TruVOF，通過流體力學(xué)和TruVOF專利來確保模擬仿真的準(zhǔn)確度，也造就了鑄造專用模擬分析軟件FLOW-3D CAST的精準(zhǔn)模擬。

目前為止，F(xiàn)LOW-3D CAST在鑄造行業(yè)開創(chuàng)了模擬仿真的流態(tài)準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)，目前很多商業(yè)軟件應(yīng)用了FLOW-3D CAST的方程式，僅采用了 VOF 三種基本觀念中的1 或 2 種 。FLOW-3D 擁有 VOF 技術(shù)中的全部功能，并且已被證明能夠針對(duì)自由液面進(jìn)行完整的描述，所以我們模擬分析的流態(tài)及其準(zhǔn)確度，得到很多鑄造及壓鑄行業(yè)用戶的認(rèn)可。這就是FLOW-3D CAST和其他軟件重要區(qū)別之一。

Tru VOF方法

2020年12月28號(hào)，我們推出最新版本FLOW-3D CAST 5.1。新版本，在流態(tài)方面和凝固功能上做了優(yōu)化和更新，除此之外，新版本在二次枝晶間距、應(yīng)力分析等功能上，也做了提升。最主要的還是，F(xiàn)LOW-3D CAST是基于流體力學(xué)研究為基礎(chǔ)的一款模擬仿真軟件，也是我們老生常談的三個(gè)字“精準(zhǔn)度”。

薄壁壓鑄件的流態(tài)模擬及微小氣泡模型

SDAS二次枝晶間距

FLOW-3D CAST應(yīng)力變形模擬

《壓鑄周刊》主編：請(qǐng)您介紹一下，F(xiàn)LOW-3D CAST在壓鑄行業(yè)的應(yīng)用有哪些優(yōu)勢(shì)？

余永吉先生：眾所周知，鑄造生產(chǎn)過程，大部分人更多關(guān)注的是凝固，或者只了解凝固，但是往往鑄件的缺陷，是因?yàn)榻饘僖旱牧黧w流態(tài)問題所造成的，因此我們需要關(guān)注“來龍去脈”。在鑄造領(lǐng)域，從過去到現(xiàn)在，鑄造生產(chǎn)工藝中的凝固，我們是可以通過理論和經(jīng)驗(yàn)去推算的，但是流態(tài)是我們推算不了的。因此，我們通常需要通過模擬仿真，提前預(yù)預(yù)測(cè)鑄件的缺陷，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本的目的。

從鋁錠生產(chǎn)開始的全流程壓鑄仿真模擬

《壓鑄周刊》主編：據(jù)了解，國際某知名電動(dòng)車的大型一體成型壓鑄件的開發(fā)，使用FLOW-3D CAST的軟件。請(qǐng)您介紹一下這個(gè)案例。

余永吉先生：我們很早就參與這個(gè)項(xiàng)目，這也是這家企業(yè)對(duì)FLOW-3D模擬仿真軟件的認(rèn)可，也是對(duì)FLOW-3D CAST軟件的檢驗(yàn)。一體式壓鑄件，是一個(gè)超大型的壓鑄件，把數(shù)十個(gè)零部件整合起來，它的難度是非常大的。大家都知道，這個(gè)件采用了6000T壓鑄機(jī)來生產(chǎn)。對(duì)于這么一個(gè)很大投影面積的鑄件，對(duì)它的工藝仿真、工藝開發(fā)，應(yīng)該基于怎樣的原理來進(jìn)行？我們可以通過多次模擬仿真去分析，但是我們不可能做一套模具和在6000T壓鑄機(jī)上試錯(cuò)，這樣的代價(jià)和成本太高。

我們很榮幸得到這家電動(dòng)車廠商的邀請(qǐng)，在大型件產(chǎn)品前期開發(fā)階段，我們就已經(jīng)介入了。這是需要一定技術(shù)積累的，產(chǎn)品的開發(fā)要考慮諸多因素，比如：鋁合金液相線的長度，薄壁件體積大且壁薄、又是曲面，鋁合金液接觸空氣后氧化，鋁合金液的凝固等一系列的因素。所以，只有通過模擬仿真技術(shù)，才能得出準(zhǔn)備的工藝參數(shù)。其中，我們運(yùn)用了求解器去得出這樣的一個(gè)結(jié)果，求解器一直以來是我們引以為豪的，它應(yīng)用于壓鑄行業(yè)的模擬仿真，也是在這個(gè)領(lǐng)域里的一個(gè)突破，為行業(yè)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

另外，就是有關(guān)表面光潔度的要求，通過我們的模擬仿真，通過壓鑄工藝生產(chǎn)的大型一體化壓鑄件的表面光潔度能達(dá)到0.8-1.25微米的，所以它是可以替代沖壓零部件的，是可行的，而且它的成本、效率也是非?？捎^的。

《壓鑄周刊》主編： FLOW-3D CAST在高壓壓鑄領(lǐng)域的應(yīng)用，請(qǐng)您具體的介紹一下它的新功能和優(yōu)勢(shì)?？膳e例說明，在客戶合作的過程中解決了一些棘手問題。

余永吉先生： 模擬仿真軟件，在高壓壓鑄領(lǐng)域的應(yīng)用，大家更注重的是充型、凝固的研究。FLOW-3D CAST鑒于其在流體力學(xué)的優(yōu)勢(shì)，因此它不僅對(duì)充型、凝固進(jìn)行仿真分析，它對(duì)氧化渣、流體長度、溫度變化、壓鑄件表皮留痕等也進(jìn)行仿真分析。在表皮留痕部分，尤其是在鋅合金衛(wèi)浴壓鑄件上，流痕的仿真計(jì)算是非常重要的，如果沒有考慮到這個(gè)因素，做出毛坯件產(chǎn)品之后拿去電鍍，鋅合金鑄件表面流痕，很容易就會(huì)顯現(xiàn)出來。而這些都是FLOW-3D CAST的強(qiáng)項(xiàng)。

除了以上的因素外，我們還在做更深入的研究，將FLOW-3D CAST更多功能挖掘出來，并應(yīng)用于壓鑄和鑄造行業(yè)。在高壓壓鑄領(lǐng)域，和大家分享我們通過FLOW-3D CAST模擬得出的一些數(shù)據(jù)，去指導(dǎo)實(shí)際的壓鑄生產(chǎn)，為客戶降本增效。

《壓鑄周刊》主編：我們知道，當(dāng)前，整車廠對(duì)壓鑄件質(zhì)量要求越來越高，壓鑄產(chǎn)業(yè)也處于一個(gè)轉(zhuǎn)型升級(jí)期，向著高質(zhì)量發(fā)展方向升級(jí)。鑄造模擬分析（軟件），可以為此帶來哪些幫助？在其中發(fā)揮什么作用？

余永吉先生：我本身是模具設(shè)計(jì)出身，眾所周知，模具是工業(yè)之母。沒有模具，成品就難以批量化生產(chǎn)。模擬仿真軟件，是模具開發(fā)出來前的一個(gè)很好的工具。它可以幫助我們規(guī)避模具開發(fā)過程中的一些短板。通常情況下，在模具開發(fā)過程中，我們通過試錯(cuò)，來達(dá)到我們想要的結(jié)果。然而，通過模擬仿真，我們可以提前預(yù)知結(jié)果，因此我們就可以通過仿真技術(shù)，讓我們模具開發(fā)的過程和周期縮短。接著，我們可以提前把壓鑄件做出來，以滿足客戶廠家的驗(yàn)收。

現(xiàn)如今，汽車工業(yè)對(duì)壓鑄件提出更高的要求，模擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就體現(xiàn)出來了。我們可以通過仿真技術(shù)，去驗(yàn)證我們模具及工藝開發(fā)的設(shè)計(jì)能力，驗(yàn)證它的可行性；預(yù)判壓鑄工藝設(shè)計(jì)出來的結(jié)果，預(yù)知壓鑄件的成品率。

比如，整車廠給出一個(gè)項(xiàng)目，他想知道供應(yīng)商（壓鑄廠）就這個(gè)項(xiàng)目，能做到多高的成品率。當(dāng)前，很多壓鑄廠、鑄造廠，只能通過試錯(cuò)來給出答案。當(dāng)時(shí)，通過模擬仿真技術(shù)，可以直接給整車廠看仿真的工藝、可預(yù)知的成品率。進(jìn)而，把這個(gè)仿真的結(jié)果導(dǎo)入模具設(shè)計(jì)、壓鑄生產(chǎn)，那么整個(gè)效果、總體成本就一目了然。同時(shí)，你又可以讓整車廠看到，你作為供應(yīng)商的實(shí)力，你是走在時(shí)代前端的。包括現(xiàn)在的大型一體化壓鑄件的開發(fā)和生產(chǎn)，我們都是通過模擬仿真技術(shù)，去推動(dòng)它的批量化、高成品率的生產(chǎn)。

《壓鑄周刊》主編：您作為鑄造模擬仿真領(lǐng)域的專家，您對(duì)鑄造模擬分析軟件在技術(shù)和應(yīng)用上的發(fā)展趨勢(shì)，有什么看法？

余永吉先生：去年一整年，我花了相當(dāng)多的時(shí)間，去調(diào)研國內(nèi)鑄造及壓鑄企業(yè)使用模擬仿真軟件的情況、普及率。我發(fā)現(xiàn)，雖然中國是全球第一大模具制造國、最大的鑄件生產(chǎn)國，但是我們?cè)谀M仿真軟件的使用方面還是很欠缺，沒有很好的利用模擬仿真去自我提升。我一直希望，中國的模具行業(yè)、壓鑄及鑄造行業(yè)及業(yè)內(nèi)企業(yè)，能夠重視模擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到模擬仿真技術(shù)的重要性。同時(shí)，也希望大家意識(shí)到模擬仿真技術(shù)的真正用途，而不是為了應(yīng)付客戶而去購買模擬仿真軟件。

我認(rèn)為，用戶首先要了解自身的需求，到底需要或偏向于什么軟件或某個(gè)軟件模塊。其實(shí)，軟件的應(yīng)用，跟我們企業(yè)未來發(fā)展是相關(guān)的，我們知道了自己對(duì)軟件的需求，才知道自己未來的發(fā)展方向。因此，第一步是選擇和導(dǎo)入（模擬仿真）軟件。導(dǎo)入之后，還要對(duì)工程師做相應(yīng)的培訓(xùn)，然后真正地把軟件經(jīng)常用起來，用于解決各種問題和產(chǎn)品開發(fā)上。這對(duì)于提升中國模具技術(shù)水平，推動(dòng)壓鑄行業(yè)不斷發(fā)展，是有很重要的作用的。

《壓鑄周刊》主編：去年，我和您討論過一個(gè)問題，有色鑄造及壓鑄件，與黑色鑄造件的對(duì)比，有色鑄造及壓鑄件在鑄件總量中所占的比例是不高的，大概是20%。但是，它的產(chǎn)值和價(jià)值其實(shí)是非常高的。相較黑色鑄造，您對(duì)國內(nèi)有色鑄造及壓鑄行業(yè)的發(fā)展前景有什么看法？

余永吉先生：這個(gè)問題非常好。這也是這段時(shí)間大家一直在探討的問題。春節(jié)后，電動(dòng)車一體化車身件的成功試制，鋁錠價(jià)格一路走高，價(jià)格大漲。針對(duì)這兩個(gè)話題，大家都在思考，根據(jù)這樣的走勢(shì)，有色鑄造及壓鑄行業(yè)到底有沒有未來？我認(rèn)為，大家不需要擔(dān)心這個(gè)問題。未來，中國有色鑄造及壓鑄行業(yè)的產(chǎn)值和市場空間，肯定會(huì)越來越高、越來越大。

這里有一點(diǎn)，我想提醒業(yè)界同仁，不管是有色鑄造、壓鑄還是黑色鑄造，各自所占比例，不能用斤兩來衡量。黑色鑄件，它是以重量計(jì)算；有色鑄造及壓鑄件，它是以單個(gè)、單件來衡量價(jià)值的。我一直以為，黑色鑄造，不要以為它產(chǎn)能（產(chǎn)量）大，它的產(chǎn)值（價(jià)值）就大，黑色鑄造的話，基本上年產(chǎn)值是穩(wěn)定和固定的。但是，如果是壓鑄件，或者鋁合金鑄件，就不一樣，它不以重量而是以單件來衡量它的價(jià)值，這個(gè)產(chǎn)值空間是非常大的。

所以，有些企業(yè)想往有色鑄造及壓鑄行業(yè)轉(zhuǎn)型或投資，這是有前途和潛力的。但是，這些企業(yè)在投資時(shí)一定要慎重，要清楚你想做什么產(chǎn)品，不要什么都做，不要盲目，要有一個(gè)清晰的方向。很多人是因?yàn)榭吹絼e人在有色鑄造及壓鑄行業(yè)發(fā)展的好，就跟風(fēng)，不看方向，這是比較危險(xiǎn)的。因此不要盲目去跟從，先要清楚自己的底子。比如，現(xiàn)在要投一家壓鑄廠的話，我應(yīng)用方向在哪里？我的方向是電動(dòng)車，是5G，是其他工業(yè)品？投一家有色鑄造廠的話，我做的是底盤件，還是副車架，還是其他？這個(gè)大家要去衡量它們的比例。

總而言之，未來，中國有色鑄造及壓鑄市場前景和空間的潛力，是非常巨大的。因?yàn)槲覀兘佑|了很多整車廠，他們和我們分享了他們后續(xù)的規(guī)劃和愿景，就是往“輕量化”這條路線上走。“輕量化”之路，目前中國還有很多整車廠可以走，走這條路的捷徑之一就是將黑色鑄件轉(zhuǎn)有色鑄件（或者“鑄鋁件”）。與此同時(shí)，有色及壓鑄件類別多，選擇性大。所以，為什么我認(rèn)為中國有色鑄造及壓鑄行業(yè)前景可期，空間巨大。但是，我再三提醒，投資須謹(jǐn)慎。