制造设计常见问题解答：专家见解

压铸设计需要在零件功能、可制造性和成本效率之间取得仔细的平衡。在产品开发过程中，诸如"墙壁可以有多薄"、"浇口应该放在哪里"或"避免孔隙的最佳方法是什么"之类的问题很常见，而这正是 制造设计 （DFM） 发挥关键作用的地方。

我们采访了 Dynacast 的高级应用工程师 Max Gondek，他拥有普渡大学机械工程学位，拥有十多年的压铸经验。下面，Max 回答了有关 DFM 的最常见问题，以及与 Dynacast 的早期合作如何优化零件设计、模具和整体生产成果。下面是关于制造设计的常见问题：

为什么制造设计 （DFM） 很重要？

Max Gondek：在设计阶段尽早与 Dynacast 工程师合作至关重要。即使是很小的设计调整也会对零件质量、刀具寿命和生产效率产生巨大影响。

DFM 不是要重新设计您的零件，而是要改进它。壁厚均匀性、拔模角和特征放置等微小调整可以显着改善材料流动，缩短循环时间，并消除昂贵的二次加工。

例如，通过优化金属保护器几何形状和增加均匀的壁厚，我们提高了铸造质量，延长了刀具寿命，并增强了整体材料流动，从而生产出更好、更一致的零件。

Dynacast 是否有专门的 DFM 支持团队？

马克斯·冈德克：当然。DFM 是我们每天所做的。我们的工程团队专注于分析铸件设计并与客户密切合作，提出数据驱动的建议。

我们根据合金类型、零件尺寸、公差需求和质量要求审查每种设计。Dynacast 的全球工程网络每周通力合作，利用来自多个设施的专业知识来提供最佳结果。

我们还使用先进的铸造模拟软件 （MAGMA） 来模拟零件性能，优化浇注和冷却，并在生产开始之前预测潜在问题。

DFM 如何帮助避免收缩孔隙率？

Max Gondek：压铸中最大的挑战之一是收缩孔隙率——金属凝固和收缩时形成的小空隙。最大限度地减少孔隙率的关键是保持均匀的壁厚并尽可能去除多余的质量。

通过战略性地使用金属保护剂或减重剂，我们促进均匀凝固和更好的金属流动。这减少了孔隙率，提高了表面完整性，并加快了循环时间，允许每小时生产更多零件并降低整体零件成本。

简而言之：均匀的壁 = 均匀的冷却 = 更少的缺陷。

拔模如何影响压铸中的零件设计？

Max Gondek：一旦定义了整体几何形状，添加拔模（墙壁上的轻微锥度）是下一个关键步骤。拔模允许零件干净地从工具中释放，而不会粘住或造成损坏。

想想旧的冰块托盘，以及锥形侧面如何更容易取出冰块。同样的原理也适用于压铸。如果没有拔模，则可能会在顶出过程中损坏模具或零件，从而导致停机和表面光洁度差。

添加拔模后，我们通常会继续使用半径、圆角和倒圆角以进行进一步优化。

圆角和半径在零件设计中有哪些优势？

Max Gondek：尖角是应力集中器，应始终避免（分型线除外）。圆角和半径：

• 改善金属流动和填充一致性
• 降低应力集中
• 防止凝固过程中开裂
• 延长刀具寿命并提高零件强度

圆形过渡使熔融金属流动更顺畅，最大限度地减少湍流并确保整个零件的材料分布一致。

如果我的零件一直测试失败怎么办？DFM 如何提供帮助？

Max Gondek：当然——这是一个常见的情况。当零件未通过有限元分析 （FEA） 时，人们的本能通常是使壁更厚。但更厚并不总是意味着更强。

我们没有增加质量，而是寻找 结构加固机会：肋条、腹板、角撑板和优化的荷载路径。这些特性在不影响流动或引入孔隙率的情况下增加了刚度，确保强度和可制造性齐头并进。

顶针凸台的作用是什么？

Max Gondek：顶针在凝固后将成品铸件物理推出模具。为了防止损坏，零件通常包括顶针凸台——这些针接触的小加固区域。

设计合适的顶针凸台可确保零件顺利顶出，保护精密特征，并支持后处理过程中的自动化。我们经常将它们直接集成到肋骨或散热器鳍片等结构区域中。

为什么公差在压铸中如此重要？

Max Gondek：完美的 CAD 模型并不能保证零件可制造。即使使用正确的拔模和圆角，公差也必须与压铸工艺限制保持一致。

我们帮助客户评估：

• 分型线设计
• 模具配置
• 热效应和线性收缩
• 尺寸控制和可重复性

压铸本质上具有出色的可重复性，并且通常可以消除二次加工——但前提是从一开始就正确定义了公差。

材料选择如何影响 DFM？

Max Gondek：材料的选择与几何形状一样重要。正确的合金会影响从导热性、强度重量比和表面光洁度到方方面面。

Dynacast 的金属选择工具可帮助设计人员根据特定项目需求比较合金，例如 zinc、aluminium 和 magnesium。它允许实时评估热、机械和密度特性，帮助工程师做出明智的、数据驱动的材料决策。

要点：为什么尽早与 Dynacast 合作

• 尽早让 DFM 专家参与进来，以减少返工并提高可制造性
• 关注均匀的壁厚以最大限度地减少缺陷
• 使用拔模、圆角和肋条来提高零件强度和刀具寿命
• 根据真实世界的铸造数据定义公差和材料选择
• 利用仿真工具实现最佳设计验证

制造设计不仅仅是一个工程清单，而是一个战略流程，可在整个生产周期中提高效率、一致性和成本节约。

Dynacast 结合了数十年的经验、精密工程和尖端仿真，帮助客户设计出更坚固、更轻、更易于生产的零件。

要了解有关我们的流程和最佳实践的更多信息，请查看我们的 Dynacast FAQ 页面，了解有关压铸设计、材料和卓越制造的更多见解。