在剛剛過去的全國首屆“適創杯”模具設計挑戰賽暨適創科技2023年用戶大會上，多位行業專家、企業用戶與參賽選手，向來賓呈現了精彩紛呈的報告。

這些報告涉及行業最前沿知識，并與實際案例深度結合，是一體化壓鑄新時代下不可多得的珍貴資料。

本文中，適創科技公布清華大學、上海交通大學、西北工業大學的專家在大會上的精彩報告，歡迎有志從業者們觀看！

熊守美

清華大學材料學院教授，博士生導師，中國機械工程學會鑄造分會副理事長

關鍵詞：大型一體化壓鑄模具設計

內容：清華大學熊守美教授在報告《大型一體化壓鑄模具設計及挑戰》中，進一步討論了大型一體化模具設計的必要要素，并對大型一體化壓鑄裝備開發及大型一體化壓鑄件產品設計提出了許多重要建議。

熊守美教授展示了當前國內外一體化壓鑄應用的背景，并結合團隊開發的減震塔案例，從微觀角度闡述了鑄件縮松、延伸度不足等缺陷成型機理，總結出一體化壓鑄必須要達到的三大要求：高真空、高速壓射與控制預結晶組織。

為了達成這三項要求，熊教授介紹了目前國內外最前沿的解決手段。

譬如，為達成生產可用的10千帕真空，可以采用分型面密封、設置抽真空通道，真空液壓閥，三真空系統等多種方式，并開設真空檢測孔，實現過程檢測。

再者，為良好控制預結晶現象，工程師可以對鑄件進行分區與澆口分配，如適當增加緩沖槽、加熱料筒等。在設計流道系統時，要充分考慮金屬液流動長度，并通過智鑄超云等平臺進行模溫系統與流道設計。

最后，熊教授還對一體化壓鑄所需的設備能力進行了探討。針對當下業界研究的超高速壓鑄技術，熊教授認為，提升設備的壓射性能至關重要，大型一體化壓鑄設計需要借助模流仿真技術，與壓鑄工藝評估及工藝設計同步進行，以保證產品最終性能。

報告現場回顧：https://mp.weixin.qq.com/s/8OYtQ6WS3uvgjWaqcliMYw

彭立明

上海交通大學輕合金精密成型國家工程研究中心常務副主任，金屬基復合材料國家重點實驗室副主任，國家“萬人計劃”科技創新領軍人才，國家重點研發計劃首席科學家，中國鑄造協會(AFC)壓鑄分會副事長

關鍵詞：免熱處理鋁合金材料

內容：上海交通大學彭立明教授在報告《免熱處理高強韌壓鑄鋁合金材料及其在汽車結構件中的應用》中，詳細介紹了免熱處理高強韌壓鑄合金材料的設計與開發。

彭教授從鋁合金材料入手，歸納了一體化壓鑄的新要求：一體性、輕量性與環境連接性，即實現減重的同時保持強度一致，且易于與鋼結構件連接，延伸率不應低于8%，屈服強度應大于120MPa。而舊有經熱處理的鋁合金（以SF36為代表）因減重有限，薄壁件熱處理易變形等原因，不適合用于大型車身鑄件中，需要進行革新。

彭教授展示了團隊開發的JDA高強高韌鑄造鋁合金系列，它充分考慮了鑄件的力學性能與工藝性能，包含Al-Si、Al-Mg-Zn-Cu等體系。

其中，免熱處理的JDA1系列可用于螺栓連接、鉚接工藝的結構件中，且部分擁有自強化特性；JDA2系列已經用于副車架開發，實現了屈服強度190MPa、抗拉強度300MPa、延伸率大于8%，變形量僅±2.5mm的優秀成績。

為了用好材料，彭教授團隊進行了全程跟進研發，通過智鑄超云等軟件進行集成設計，配合高精度數據庫進行仿真模擬，并進行實地生產測試，目前已實現超過20款汽車零部件的批量化供應，與多家企業實現合作。

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陳豫增

西北工業大學材料學院教授，“萬人計劃”科技領軍人才，材料研究學會凝固科學與技術分會秘書長

關鍵詞：增材制造熱作模具鋼、隨形控溫

摘要：西北工業大學陳豫增教授在報告《增材制造熱作模具鋼及壓鑄模具隨形控溫模芯增材制造》中，對壓鑄模具隨形控溫模芯設計及制造進行了深入探討，并結合典型案例展開了深刻分析。

模具尤其是控溫模芯，是壓鑄工藝的載體，相較傳統的控溫流道設計，陳教授介紹了通過3D打印制造的隨形控溫流道，實現控溫精度與效率上的大幅提升，最終降低了鑄件缺陷。

陳教授將重點放在了增材制造的材料選擇上，相較傳統使用H13鋼進行熔煉、精煉等方式，通過增材制造粉末床融合技術生產的模具，似模具擁有更好的表面質量與零件精度。

在生產中，增材制造可使得模具的微觀結構為胞狀組織，具備高固溶、亞穩態的特性，最終具備溫度梯度極高，凝固速度快、冷卻速度快等優勢。

相較于傳統模具，新模具易開裂的次數也顯著降低，可經受幾萬模次的生產，在各向異性、沖擊韌性等指標也表現優異。陳教授研發出的新型模具材料YJ01，實現了40000模次的穩定工作，可支撐200kg的鑄件生產，另一材料YJ03在導熱性能上，是競爭對手的兩倍。在設計模具溫控方案時，陳教授團隊通過智鑄超云模擬計算，半小時可得出原本耗時兩天的結果。

在實踐環節中，陳教授團隊設計的一體壓鑄側滑塊。成功使生產節拍加速，從180秒/次提升到110秒/次，使用壽命也大幅增加。目前，陳教授團隊開發的模具，普遍能達到30000模次以上，且未來還有進一步提升空間。

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