procast2021——专门为铸造工艺而打造的一款专业设计软件

procast2021是专门为铸造工艺而打造的一款专业设计软件，这款软件可以让用户们解决许许多多的疑难杂题，从而设计出另自己满意的作品，而且还可以利用其内先进的功能，模拟并仿真出自己所设计作品的真实面貌，以此来全方位的细节化作品的不足之处，其功能十分的不错。

该软件可以在压铸的工作流程中也着重加强了机器选择，以及增强了设计与制造之前的链接，这样就可以为车间生产提升整个工作效率，其中主要就是针对重力铸造的工作流程的优化，让你可以在几分钟的时间之内完成前处理工作，当然不仅仅是包括了所有工艺参数，甚至仿真结果也更加精确，让整个工作效率都提升。

而且此软件它不但支持模拟半固态、射砂制芯、离心铸造、消失模与连续铸造等特殊工艺过程，可以根据不用工业的需求，配置不用的模块，从而满足用户的不同需求，其功能不仅十分的实用，还相当的人性化，还采用基于有限元(FEM)的数值计算和综合求解的方法，对铸件充型、凝固和冷却过程等提供模拟，提供了很多模块和工程工具来满足铸造工业最富挑战的需求，能够帮助制造商们轻松解决典型以及复杂的铸造问题。

软件功能
 

一、缩孔

通过软件的标准求解器可以计算出宏观缩孔的位置。还具备一个更精细的模型来模拟气孔位置，该模型通过精确计算枝晶收缩和气体含量模拟出气孔位置。

二、应力分布与变形

具备独特的热、流动及应力耦合分析能力，并且，这种完全的耦合分析可以同时在同一网格上进行。能够检查充型过程中产生的热冲击，以及凝固过程中铸件和模具之间间隙的影响。解决热裂、塑性变形、残余应力和扭曲变形等当前工业用户关心的主要问题。

三、微观组织及性能

基于合金成分的不同，软件自动计算相应的微观组织及性能预测。如：可精确的考虑球铁类铸件的石墨化膨胀问题，从而获得有意义的模拟计算结果。耦合微观组织模块精确计算铸铁件的致密度缺陷。同时可以基于相成分来预测铸件的强度、硬度、延展率等性能。

四、CAFE晶粒形貌

铸件的晶粒组织结构是冶金学家最希望控制的铸造参数。典型的案例是运用定向凝固的方法制造的燃气涡轮叶片。在这种熔模铸造过程中，铸件和冷铁接触的地方，合金以很细的晶粒开始凝固。在这个等轴晶粒区域，晶粒结晶方向优先按照热流方向生长，抑制了其它方向晶粒的生长。极端的情况是，在需要单晶的特殊应用场合，在严格控制的凝固条件下，使一个晶核生长成整个单晶零件。

可以计算凝固过程中晶粒结构的变化，被很多高端工业用户用来控制铸造条件，优化零部件性能。将有限元热流计算与CA（Cellular Automation）模型进行耦合，因此procast的晶粒组织模块常被工业界的专家称为CAFE模块。

五、高级缩孔缩松

大多数模拟软件局限于通过识别孤立液相区来预测缩孔，这种简化的方法没有考虑气孔的影响。

procast是第一个基于物理方法实现收缩和气孔模拟的商用软件，它耦合了宏观缩孔和缩管的预测。糊状区域的流动计算以及基于达西方程（Darcy,s equation）的相关压降。另外，具备一个联合考虑溶解度和微孔形核长大的气体偏析模型。这种综合的处理方法扩展了铸造专业人士探索并理解铸造工艺条件、合金纯度和缩孔缩松预测之间的复杂相互关系。

六、并行求解

铸造分析软件中的有限元模块求解器和差分模块求解器都支持并行计算。软件的DMP解决方案（内存分布式并行计算）使用了最新的动态体划分和信息通讯技术。DMP版本包括了软件的主要的填充和凝固模块功能，包括辐射、应力计算、微观组织结构计算，并且使用于Linux和Windows平台。为了模拟金属铸造中实际的工业条件，提供了热循环模拟以达到模具的稳定温度状态，若采用并行计算可在数分钟内完成求解。

七、优化计算

优化就是自动找到最优的条件（如工艺设计方案及参数）以达到设计目标（缩孔缩松最小化、提高工艺出品率等等），而不用在每次模拟后人为判定。

1、设计优化

通过Visual-OPT可以自动找出最优的设计方案：冒口尺寸及位置、冷铁位置、浇口位置、浇道尺寸。

2、工艺参数优化

通过Visual-OPT可以自动找出最优的工艺参数：浇注温度、浇注速度、模具温度。

对于客户的要求，如缩孔最小化，氧化夹渣最小化、提高模具寿命、避免压室中产生裹气等等。。。相对于传统的“试错法”，Visual-OPT是成本最低，经济性最好的工具。

3、工艺稳定性及实验设计

作为铸造工程师还必须要评估工艺稳定性及各工艺参数的影响，如浇注温度、模具温度等。通过优化算法，经过很少的几次计算（基于随机方法）就能得到缩孔缺陷与这些工艺参数之间的关系。例如，使用Visual-OPT的这个功能，用户可以根据零件的缩孔敏感性，很容易就能确定最安全的工艺参数值。

八、流程模板

在VE环境中按工艺划分提供Workflow功能，能够引导使用者快速地、准确地完成参数设置。流程化设置能够有效提高设置效率，同时降低设置的出错率。目前VE环境中针对铸造工艺提供的流程模板有：重力工艺流程模板、高压铸造工艺流程模板、高压压铸机选择流程模板和优化流程模板，在后序的开发中还会相应的增加其他流程模板。

九、多工序流程

针对一般工艺加强了多阶段流程模板，这种流程模板可以一次性设置铸造仿真过程中的多个阶段，如铸型的移除、浇注系统清除以及铸型移除后的铸件加热和冷却过程。设置完成提交计算时，软件可自动生成所需的计算文件。

软件亮点

1、几何和网格

ProCAST具有强大的网格划分器，并与CAD有良好的接口。CAD接口包括：IGES， STEP， VDA， Parasolid， Unisurf， ACIS， Unigraphics， AutoCAD， CATIA v4和v5。包括自动的壳网格生成器能够创建壳拥有熔模铸造（包括多层壳）。还包括一个多层网格选项，用于增加精度，并能够产生重合和非重合的网格，可以执行表面网格装配和布尔运算。

2、流体求解器

有限元的模型的精确几何描述使得ProCAST能够预测金属在模具中的流动并能够准确预测：

砂蚀和湍流 卷气 浇不足，冷隔 冒口 流体流动计算是基于全N-S方程的，能与热和应力分析耦合在一起。

3、热求解器

热求解器能够计算传导、对流和辐射的热求解器。相变放热相关的诸如凝固和固相转变通过焓的形式描述。热求解器覆盖的铸造问题包括：

过热点 宏观和微观缩孔 模具冷却和加热的优化 浇口和冒口设计 应力求解器

最先进的应力求解器能够完全耦合热，流体和应力模拟，并连同弹－塑性，弹性－粘塑材料属性。还能考虑简单材料模型诸如弹性，空或刚体。可以准确计算耦合的应力：

热及机械接触 残余应力 扭曲及变形 热裂 铸件和模具的应力集中（疲劳） 综合材料数据库

ProCAST提供了广泛的材料数据库。随工业材料属性验证的进行材料数据库的内容在持续扩展。ProCAST的独特热动力材料数据库，能够让用户直接输入合金的化学组成，然后就能够得到模拟所需的温度相关材料属性。

4、连铸

ProCAST提供了连铸和半连铸工艺仿真的完整解决方案。能够仿真问题条件及初时和最终阶段的连铸工艺。MiLE算法可以应用于直接激冷铸造（DC），显示铝合金（进口设计，流体流动，热场，等效应力和变形）。图示为弧形连铸的稳态计算。第一个图片是彩色的，显示的温度场，而第二个显示的固体部分组成。反算模块能够基于给定时间或位置测量的温度自动计算材料或工艺参数。初冷和二冷段可以通过反算确定。

5、用户函数

ProCAST还提供独特的功能：用户函数能够让高级终端用户编程他们的特殊工艺需求。例如用户函数能够定义边界条件随时间、温度和空间变化，以便准确模拟任何特殊铸造工艺。

6、工业应用

高压铸造——ProCAST覆盖了高压铸造包括模压铸造和半固体材料工艺在内的特殊需求。优化活塞速度剖面，浇口设计和冒口，即使对薄壁结构也可以轻松通过模拟完成。 低压铸造能真实反映工业生产条件，可以进行模具的数值循环，直到模具达到稳态温度条件。基于热压铸剖面，充型和凝固结果，可以调整工艺参数来达到工艺质量的优化缩短上市时间。 砂型铸造，重力压铸和倾斜浇铸。