随着汽车工业的不断发展，汽车压铸件向高价值、一体化、复杂化不断发展，如何提前发现潜在的设计隐患并提升产品质量，成为压铸企业不断寻求突破的方向。在汽车零部件研发设计环节中，CAE仿真软件扮演了不可替代的重要角色，但基本被国外垄断。

为推动产业的高质量发展和数字化转型，适创科技将高性能算法和专业的设计仿真服务深入行业，开发了面向压铸行业的数字化协同设计平台SupreiumBridgEX，实现了压铸仿真等多款工业软件的自主可控，有力的推动了广大压铸企业的数字化转型升级。

市场综述

随着世界能源紧缺、环境污染问题日益加剧，对汽车的节能环保要求越来越高。汽车消耗的燃料中约有60%用于汽车自重上。在保证安全和舒适性的前提下，降低汽车自重对于节约能源和环保具有重大意义。

作为汽车轻量化产品的主要成型技术，压铸正朝着向生产更大型、薄壁、复杂结构的方向发展，其对产品设计以及压铸工艺及模具设计提出前所未有的挑战，传统的试错法在面对上述挑战时往往捉襟见肘，而仿真技术则是一种强有力的辅助设计和工艺优化工具。

压铸模拟仿真主要应用于模具设计和生产调试阶段。压铸模具浇注系统设计十分重要，很大程度上决定了压铸生产的产品质量，而且由于压铸模具为永久型铸造，大量采用热作模具钢，成本高昂，因此通过模拟仿真预测压铸充型过程卷气导致的气孔缺陷，从而指导优化浇注系统设计，已经成为行业共识。生产调试阶段，通过仿真进行虚拟生产进而制定最优的生产工艺参数组合，可以最小化试错法造成的成本浪费，同时极大的提高调试生产效率，对企业节能减排具有重要的意义。

压铸产业发展和数字化进程

随着新能源汽车时代的到来，压铸及模具企业在享受时代浪潮所带来的发展红利时，也面临更为严峻的挑战：产品结构日趋复杂，品类日益繁多，技术要求更为严苛，产品开发周期日益缩短。频繁变更的设计需求，使传统制造企业疲于应付、捉襟见肘。在此背景下，越来越多的压铸及模具制造企业在提升自身数字化设计能力方便表现出更为迫切的需求。

适创科技深耕压铸行业，在设计-生产-质检等多个核心环节，基于底层算法模型和数据结构，并结合云化部署，研发出覆盖模具设计、仿真优化、智能生产优化和智能检测的多款工具软件，打破了由来已久存在的生产、设计环节中的信息壁垒，实现产业设计协同，在整体产业链上助力压铸企业释放出数字化潜能，加速了行业发展。

图1、适创科技数字化协同设计平台

SupreiumBridgeEX

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超算云仿真

适创科技研发的基于超算的压铸云仿真软件SupreCAST，是云计算技术在压铸模拟仿真领域的典型应用。该产品分别于，年获得铸造协会“四新技术”称号，铸造学会“十大创新技术”称号，并于年入选工信部“中小企业数字化转型典型案例”。

SupreCAST的CAE核心求解器部署在超级计算机上，用户可直接通过网页远程登录即可按需使用压铸CAE模拟仿真服务。通过将CAE计算SaaS化，可大幅降低制造企业用户软、硬件采购和维护成本，有力的提升了中、小规模压铸及模具企业CAE模拟仿真能力，同时为汽车主机厂和头部零部件供应商提供仿真算力的量级提升和有效保障。

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智能设计

在新能源汽车领域不断涌现出的新产品，对传统压铸企业的快速设计能力提出严峻考验的背景下，适创科技研发的智能模具设计软件SupreIMD，无需经验输入，通过运用拓扑优化、形状优化和尺寸优化等数字化设计技术，可自动完成压铸模具浇口、浇道及冷却系统设计。

SupreIMD在提高企业设计能力的前提下，大幅降低设计过程对经验的依赖，可实现设计过程的标准化。该软件可以对压铸模具设计过程实现颠覆式创新，大幅提升压铸及模具企业的敏捷开发和市场适应能力。

图2、智能压铸模具设计软件SupreIMD

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智能生产

压铸生产过程极其复杂，涉及到材料、熔炼、工装模具及设备，以及现场生产控制等多方面因素的影响，仅对上述单一环节实现最优无法保证整个压铸过程的全局最优。因此，如何通过智能化手段快速建立最优的工艺参数体系，从而保证整个压铸生产过程以高效率、高质量、高稳定性的条件下运行，是压铸生产企业亟待解决的问题。

适创科技研发的工艺大脑SupreProcess，为一套可直接部署在压铸机设备控制系统的在线高性能仿真和智能工艺优化的云软件系统。该系统将以可视化方式融合压铸设备控制系统，模具三维数模，工艺计算参数于一体，并结合压铸仿真分析DOE算法，PQ方图工艺计算，智能优化算法模块，可对可行域内任意压铸机设备和模具组合，以智能优化方式快速计算获得最优的工艺参数体系，并调用设备控制系统实现对工艺参数的实时精确设定，实现一键寻优。

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智能检测

X射线无损检测技术在汽车零件内部缺陷检测中具有广泛应用。但是通过对X射线检测形成的图像进行缺陷识别,大都仍然靠人工完成,导致检测效率低、检测准确性差。近年来,随着图像处理、模式识别以及计算机技术的发展,采用计算机视觉、机器学习等技术,通过对x射线实现工业零件内部缺陷的自动智能检测成为可能。

适创科技研发的SupreiumADR自动缺陷识别软件，通过与压铸生产线上X射线成像系统或工业CT结合，可实时监控并自动识别和标记生产过程的产品缺陷，并根据缺陷的拓扑结构、数量和大小建立三维数字化模型库，为后续设计、工艺优化和智能决策提供数据支持。同时通过和硬件厂商联合开发的一体化解决方案，建立了自动X射线数字成像检测线，实现射线检测的自动化和智能化，可以大幅降低检测成本，提高检测效率。

应用案例

汽车后底板等超大型压铸件的模拟仿真对计算软硬件都提出了更高的要求。适创科技研发的SupreCAST软件针对超大型压铸件的结构和工艺特点，通过底层算法的突破，从根本上解决了基于PC的传统模拟仿真技术计算规模严重受限的问题。本软件已先后应用于国内多个汽车公司超大型压铸结构件的研发设计仿真中，目前部分产品已进入量产阶段。

如图3所示的一体式车身仿真案例，最小网格尺寸为1.0mm，总体计算网格规模为1.22亿，计算CPU核心数为96核时，总计算时间仅为13小时43分钟。

图3、一体式车身充型过程温度场分布

表1展示了同等模型和工艺条件下，不同网格精度所对应的计算时间和计算资源。在较高网格精度即最小网格尺寸为0.7mm，总体计算网格规模为2.8亿，计算CPU核心数为核时，总计算时间为22小时10分钟，仍然在可接受时间范围内。

表1、不同计算网格规模对应的计算时间对比

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本文摘自《中国模具信息》年第6期

作者：张伟

简介：工学博士，年-年，先后在清华大学机械系、英国赫尔大学工程系取得硕士和博士学位，求学期间始终从事金属材料凝固过程数值模拟分析技术的研究。于年加入适创科技，前期参与了多项核心算法及软件开发工作，后期负责仿真产品设计，年起开始负责公司产品战略、市场营销策略，并深度参与投融资等相关工作。