文/張旭棟·FM 記者

董卓QForm 中國區銷售代表、北京富京技術有限公司副總經理
鍛造是一個古老的行業,發展至今,技術在不斷的更迭,模擬仿真技術的出現使得鍛造行業產生了極大的技術發展。模擬仿真是一種強大的工具,其在工藝分析和優化、模具設計和優化、材料性能研究、缺陷預測和控制、新工藝開發等方面幫助了許許多多的鍛造企業提高了產品質量、降低了生產成本、優化了工藝過程和提高了生產效率。而其中QForm軟件憑借其應用廣泛、功能全面、高效易用、高度自動化、易于學習等特點在眾多軟件中脫穎而出。近期,本刊記者就采訪到了QForm中國區銷售代表、北京富京技術有限公司(以下簡稱“富京公司”)副總經理董卓先生,請他和我們談一談QForm軟件在鍛造行業的應用情況。
富京公司為何將QForm 引入國內市場,QForm 又具有怎樣的特點?面對記者的這些疑問,董卓向我們娓娓道來。
富京公司成立于1993 年,是中國鍛壓協會的全資子公司。20 世紀90 年代,我國鍛造行業與世界鍛造強國相比差距明顯,正是基于時代和行業背景,富京公司在創建之初就致力于將世界上的先進鍛造技術、裝備和理念引入國內,推動鍛造行業提檔升級。QForm 模擬軟件是富京公司最早引入國內的金屬成形模擬軟件之一。
QForm 集團于1991 年在莫斯科成立,公司由最初的4 人發展至今天的35 人,其中絕大多數為軟件開發和技術工程師,并以每年2 ~3 人的規模繼續增長,目前產品遍布二十多個國家和地區,軟件授權總數五百余套,與全球100 多家高校及研究院保持合作。軟件引入時還是2D 版本,現在已經發展到最新的QForm UK 11,涵蓋了鍛造、軋制、型材擠壓、板材成形、相變及晶粒演化等領域,已經成為企業和高校在生產及科研領域的必備工具。QForm 軟件的優勢和特點主要體現在以下幾方面。
企業使用模擬軟件的目的通常是希望解決產品缺陷和新產品開發的問題,利用模擬軟件可以最低成本的對現有工藝進行無限驗證,然而這個過程同樣消耗時間和計算機硬件成本。在QForm 早期版本中通常需要購置高昂的工作站來運行模擬軟件,而且動輒幾天的計算量,這樣的方式已經遠遠不能滿足企業的需求。所以QForm 很早就對軟件求解進行了優化,使用普通辦公電腦也能夠進行模擬仿真,計算時間也大大降低,如果企業條件允許,購置工作站計算效率會大幅提升。
企業比較關心也是模擬仿真軟件最核心的就是模擬結果與實際生產的準確度問題。前處理和求解是模擬仿真軟件準確性的核心,所以用戶在前處理準備階段,參數收集的完整性和準確性直接影響模擬結果的精準度。QForm 模擬軟件在前處理方面最大化的做到可自定義參數和參考范圍,配合齊全的數據庫功能,用戶可以做到各工序及工藝的參數調整。幫助用戶把前處理的參數收集做到詳細而真實,再配合求解過程中軟件的自動調整和優化,可以最大程度的保證模擬結果與實際產品的真實可靠性。
與其他軟件不同的是QForm 可自動劃分網格,如圖1 所示,軟件在劃分網格時會自動將平整區域的網格劃分適當大小,將復雜和細小區域的網格劃分的更加細致。這樣可以做到合理控制網格總數,節省計算時間,模擬結果精準。
針對現在企業技術人才缺口大,自動化程度高,產品開發周期短的特點,為此QForm 集團開發了鍛造模具自動生成工具QForm Direct,可以根據最終產品或模具自動計算生成預鍛模具,大大節省了預鍛模具設計和優化的時間。同時針對型材擠壓的復雜建模,QForm 集團開發了QForm QExdd 工具,通過2D圖紙參數化生成3D 模具,減少了建模時間同時避免了由于模具過于復雜太多倒角而出現的網格劃分出錯的問題。
QForm 軟件經過三十多年的發展,為了降低用戶學習成本、增強軟件可操作性,軟件操作界面設計成更符合人們習慣的Windows 界面和窗口,前處理工藝參數的設置也是引導式操作,方便技術人員填寫并確保不會遺漏參數,同時也降低了企業技術人員更迭時的學習時間。
說了那么多QForm 的特點,那么具體的使用情況是怎么樣的呢?董卓從產品質量方面表面缺陷問題給我們做了以下詳細介紹。
隨著客戶對于產品質量要求的不斷提高,對生產企業的工藝和生產要求也隨之提升,以往我們更加注重產品內部質量和缺陷,但隨著材料的利用率提升以及產品外觀的要求,越來越多的企業開始關注產品表面缺陷。QForm 軟件也緊隨客戶需要,不斷完善功能滿足客戶需求。QForm 軟件最新的版本中加入了“表面流動分析”子程序,可以更加直觀的展示產品的表面缺陷。以圖2 產品為例,在普通模擬仿真中,僅能查看折疊預警(圖2 中紅點區域),如要查看折紋等表面缺陷僅僅通過分析產品表面應力是不夠的。

圖2 某產品模擬圖
圖3 是運行QForm 軟件的子程序“表面流動分析”后預測出的表面缺陷與實際的對照圖。模擬結果可以清晰的預測出缺陷位置以及嚴重程度。可以幫助用戶更加直觀的預測和避免缺陷,不必再通過各項參數自己分析。

圖3 QForm 子程序“表面流動分析”
同時,QForm 軟件還有更多子程序功能可以幫助用戶分析和解決其他缺陷。圖4 為經過普通模擬后的結果和產品缺陷圖片對照。圖5 為運行子程序“位移”后的模擬結果,能清楚的預測出材料的流動區域。模擬結果精準預測出下料切割后毛刺位置與實際產品缺陷區域一致。

圖4 普通模擬后的結果和產品缺陷對照

圖5 棒材下料切割后模擬及實物
介紹完具體使用情況,董卓也談了談自己對于鍛造市場的看法:“從我所了解的國內外產品來看,國外企業更加注重新材料、高附加值、成形較為復雜的產品,深度參與客戶的產品開發,在成形工藝上有更多、更大膽的想法并在經過驗證后能付諸實際生產。目前國內大部分企業還處于接單生產模式,產品工藝復雜程度不一,但是缺乏創新,越復雜的產品材料利用率越低,或者說是受到客戶的制約創新工藝無法得到客戶認可。產品的驗證需要理論和實際的支持,如何說服客戶并參與到產品開發中,將是國內企業提升的必經之路。隨著企業的發展,模擬仿真軟件作為產品驗證和優化工具受到企業和客戶的認可度越來越高,發展前景也會越來越好,所以QForm 對中國鍛造模擬仿真市場非常看好。”
采訪到了最后,董卓特別提到:“目前中國擁有世界上最全的產業鏈和最大的產業集群,QForm 未來的發展將重點關注中國市場,為此QForm 集團組建了中文服務團隊,再加上富京技術團隊的支持,我們相信可以更好更便捷地為中國用戶提供服務。同時QForm 集團計劃未來幾年將QForm 用戶大會放到中國舉辦,屆時可以為中國企業帶來其他國家優秀企業的案例分享,也能更好地為其他國家企業展示中國企業的精湛技術。”
同時董卓也說道:“富京與QForm 集團的合作已有近三十年的歷史,過去的三十年正是中國鍛造行業高速發展并取得巨大成就的三十年,中國的鍛造企業為軟件提供了巨大的應用市場,并為軟件的迭代升級提供了大量的應用反饋,同時軟件的廣泛應用也為鍛造企業的提質增效、節材降耗做出重要貢獻。未來富京將繼續為鍛造行業企業提供更專業、更強大、更經濟的金屬成形工藝仿真服務,助力鍛造行業企業創造更大價值。”