BiggerBoat借助HyperForm削减汽车行业冲压模具的开发成本和时间
项目介绍
2008年，由于汽车行业的不景气，Jay Weiner所就职的模具公司也停止了运作。随后，他创建了自己的公司——BiggerBoat Solution有限公司。公司主要为汽车OEM厂商和主要的模具供应商提供产品的冲压成形的仿真分析服务。具有15年模具设计经验和多伦多工作背景的Weiner，提供了一种其他公司无法提供，对汽车产品的主要制造工艺而言又是特别重要的服务：基于仿真分析的冲压产品模具设计方法。
挑战
和全球其他地方一样，汽车行业的成本在不断增加，包括：钢材的消耗，燃料和人力成本。因此，汽车制造商一直在找寻最小化制造成本的途径。与此同时，各种高强度钢的广泛使用，给汽车钣金零件的制造和设计提出了新的挑战。
而且现在产品的复杂性也成为一个主要因素，正如Weiner所说，“2004年之前，在产品成形阶段的制造工艺或者模具的选择余地都比较大，可以通过3~5个工序来完成一个产品的制造。而今天，OEM厂商通常只希望1~2个工序就完成产品的生产，他们总是尽量地控制模具成本。”
因此，汽车冲压类零件所面临的挑战就是如何最少化产品的制造工序。“这就需要创造性的模具设计方法”，Weiner说，“我们不能因此而降低产品的质量。”汽车行业对于冲压成形的产品有着严格的质量标准。例如，产品的厚度变化不能超过20%，变厚或者起皱不能超过10%。
HyperForm在一开始就能得到正确的设计方案
从1999年开始，Weiner一直使用Altair HyperForm冲压成形仿真软件来设计和验证冲压模具。“在生成模具之前，我们就可以通过不断地修改，模拟不同的设计方案，这样不仅可以帮助制造商缩短模具和毛坯开发的时间，同时也可以帮助他们验证工艺的可行性。”他说。借助于HyperForm——Altair HyperWorks仿真平台的一部分，Weiner说：“HypeForm的初始设计方案在一开始就是可靠有效的，后期基本上不需要或者只要做很少的改动。”
Weiner认为HyperForm的3D建模功能对于产品的回弹设计非常有用，“冲压成形过程中，由于金属的回弹特性，产品的尺寸和形状往往很难保证，”Weiner解释说，“就像跳水板一样，冲压成形之后的金属都会发生回弹，因此，你必须使产品弯曲或者扭曲更多一些，这样在成形结束之后，才能保证产品的尺寸和形状。对于不同的金属，它们的物理属性也不一样，你需要不同的回趟补偿量，以保证你想要的成形质量。HyperForm的仿真分析可以告诉我们产品的回弹量，同时，提供必要的工具来完成回趟的补偿。”客户常常在模具设计制造之初，就会来征求Weiner的意见，以便尽早发现工艺的潜在问题。Weiner在设计之初就使用HyperForm来验证工艺的可行性。
“当我从客户那里拿到一个产品，我首先会将它导入HyperForm运行一个快速成形性分析，看看可能出现问题的部位会在哪里。”他说。nextpage
HyperForm对各工序的精确成形仿真有助于确定和优化每
个成形阶段的模具形状（预成形工序，一次成形工序，
二次成形工序）最终将产品的最大减薄率控制在20%以内
“然后我再决定产品的冲压方向，建立模具模型，确定工序数量。接着通过仿真分析来验证这些方案，不断地修改和调整方案，这取决于出现的问题。”
仿真分析发现的问题常常出现在不可思议的区域，往往这些区域却是Weiner和客户的设计部门预期不会出现问题的地方。“HyperForm常常发现一些我们没有预料到的问题，而在实际模具设计中这些问题又的确出现了，这让我们感到很受伤。”他说，“有经验的模具生产商，通常能够发现潜在的问题区域并考虑这些问题的影响；仿真分析的好处就在于可以指出那些难以预测的问题区域，如果不能提前预测的话，这些问题区域将会打乱你的制造周期和增加你的设计成本。随着现在汽车产品的形状越来越复杂，只是简单地看看这个产品已经很难预测可能出现的问题了。”
另外一个案例中，客户提供给Weiner一副模具，这幅模具30%甚至50%的情况下冲压出来的产品都是不合格的。“他们让我对现有模具进行仿真并且修好这幅模具”他说。
“不允许像他们一样不断地反复修模，他们只是说，‘这是我们有问题的工艺方案，请重现它并且给我们一个正确可行的方案’而所有的这些必须在几天之内完成。 ”
结论
根据Weiner的使用经验，BiggerBoat公司总结了他们使用HypeForm的5大获利点：
HyperForm的求解器RADIOSS非常精确。“通过大量产品的分析验证，每次实际结果正如仿真结果所预测的。客户告诉我们仿真结果和实际结果非常一致——每一处起皱，每一处波纹。”
HyperForm的求解器效率很高，可以快速得到仿真结果。
HyperForm功能齐全，“它可以处理任何复杂的问题，不管模型有复杂。”
客户希望尽量少的物理试模次数，HyperForm加快了产品开发流程。
BiggerBoat将客户的模具制造成本降到最低。“这是以最低生产成本制造高质量模具和产品的底线。”
如今模具制造商们对Weiner的仿真分析技术和经验非常有信心，以致于他们常常会在客户授权开始一个项目之前就把产品发给Weiner。“他们知道模具的开发常常需要几个星期，如果等他们拿到授权之后再开始仿真分析，那么他们的模具可能无法按时交货。我的工作就是确保他们拿到订单；他们可以展示他们好的工艺方案，并且已经试制成功，能够比竞争对手更快地得到结果。”
Weiner有着非常严格的项目时间节点和期限的控制，而这些都是根据客户的要求来决定的。“HyperWorks的支持团队非常理解我所做项目的时间控制的重要性，”他说，“他们常常当天或者最晚第二天就能够解决我的问题。Altair的支持团队是首屈一指的。”
Weiner说他期待和Altair的长期合作，以帮助他开发和使用那些帮他取得商业成功的先进的软件技术。
“吸引更多的回头客意味着我所做的工作必须是他们认可的，”他风趣地说，“借助于HypeForm，在对现有模具运行一次仿真分析之后，我就可以给客户他们想要的产品，这样就极大地缩短了他们的开发周期和有效地控制了开发成本。”
作者：西部车床，如若转载，请注明出处：https://www.lathe.cc/2023/01/7954.html