Юбилей ProCAST: 25 лет моделирования литейных процессов

В этом году ProCAST - лидер в области компьютерного моделирования литейных процессов, с гордостью празднует 25 лет. Моделирование литейных процессов прошло долгий путь с начала 1980-х, когда инженеры, использовавшие моделирование, были ограничены необходимостью упрощения полной модели до простых двухмерных сечений. В самом начале акцент был сделан на простом определении тепловых узлов в отливках. В процессе появления систем автоматизированного проектирования (САПР) и развития программ компьютерного моделирования, технологам-литейщикам стало доступно быстрое изменение литниково-питающих систем для устранения потенциальных дефектов с относительной лёгкостью.

Изображения результатов моделирования первых версий ProCAST из архивов ESI Group

Сегодня ProCAST обеспечивает полностью связанное моделирование тепловой, гидродинамической задачи и напряженно-деформированного состояния для всех литейных процессов и сплавов, включая определение дефектов, остаточных напряжений, деформаций изделия, микроструктуры и механических свойств отливки. Данное решение также позволяет решать задачи смежных производственных процессов, таких как пескострельное изготовление песчаных стержней и термообработку.

На сегодняшний день, в промышленности ProCAST считается наиболее мощным, комплексным и точным решением для моделирования литейных процессов. ProCAST до сих пор ценят не только первые пользователи, которые выбрали его в начале развития продукта (General Electric, PCC Airfoils, Rolls Royce, Amcast Automotive (сейчас General Aluminum) и Howmet (сейчас подразделение Alcoa)), но и  многие другие – более 1000 предприятий внедрили ProCAST за это время!

Одним из первых пользователей, кто начал применять ProCAST в 1990 году, был PCC Airfoils LLC (США), производитель высокоточных деталей для турбинных двигателей, используемых в авиации и энергетики. Кэти Белл, руководитель департамента компьютерного моделирования, была одной из первых, кто начал осваивать моделирование литейных процессов, и выбрала ProCAST как основной инструмент анализа литейных процессов в PCC Airfoils. 25 лет спустя она уверена, что это было и является на сегодняшний день правильным решением: "PCC Airfoils не единожды получала прямую выгоду от использования ProCAST, например, устраняя дефекты в производимых деталях, снижая время и затраты на освоение новых изделий. Одним из самых больших наших достижений стало завоевание репутации лидера в компьютерном моделировании совместно с нашими заказчиками".

Развитие ProCAST неразрывно связано с программным обеспечением, разработанным доктором Марком Самондсом. В конце 1980-х Марк начал разработку ProCAST в отделе технологических исследований UES Inc. Как многие высокотехнологичные стартапы в то время, ProCAST возник в подвале доктора Самондса. В следующие три года к нему присоединились еще 4 коллеги и команда быстро получило мировое признание. Один из главных этапов развития ProCAST включал добавление специализированных модулей для учета различных физических явлений, влияющих на литейный процесс. Основные фундаментальные дополнения в 1990-х включали моделирование теплообмена излучением, анализ напряжено-деформированного состояния, детерминированное микро-моделирование и расчет структуры зерна. Данные разработки были созданы с расчетом на перспективу и на сегодняшний день остаются уникальными решениями.

В 1994 году UES Inc. подписала соглашение с Calcom SA Lausanne, разработчиками программного обеспечения для моделирования литейных процессов Calcosoft, для эксклюзивного распространения ProCAST в Европе. Calcom пошел гораздо дальше просто дистрибуции программного обеспечения и объединился со Швейцарским федеральными технологическим институтом (EPFL). Они приняли участие в международных, европейских и швейцарских научных проектах, направленных на преодоление разрыва между макроскопическими объектами и металлургическими факторами, происходящими во время кристаллизации металла. Данное сотрудничество привело к созданию двух новых модулей ProCAST, включая модуль CAFE (Cellular Automaton (клеточные автоматы) и Finite Elements (конечные элементы)) для расчета структуры зерна отливки.

В декабре 2002 года ESI Group приобрела ProCAST и Calcom SA. Это было верное решение, так как ESI Group – мировой лидер, поставщик решений Виртуального Прототипирования для разработки наиболее сложных продуктов и производственных приложений. Это приобретение ускорило расширение бренда и команду ProCAST, которая на данный момент состоит из более 100 специалистов из 40 стран. Данное сотрудничество позволяет интегрировать моделирование литейных процессов в производственный процесс и жизненный цикл изделия, таким образом заказчики могут принять правильное решение на протяжении всего этапа разработки продукта. Кэти Белл из PCC Airfoils утверждает: "Мы рады открытому сотрудничеству с ESI, помогающему в нашем стремлении иметь полезный, точный и надежный инструмент в аналитическом арсенале. Это позволяет нам лучше понимать физику процесса, необходимую для производства фасонных отливок непрерывно возрастающей сложности".

Используя преимущества более мощных и быстрых компьютеров, моделирование в ProCAST возможно распределить по нескольким ядрам, процессорам или даже компьютерам, сократив время расчета с неделей и дней до часов и минут. В 2012 году ProCAST перешел в среду Visual-Environment с удобным и эффективным графическим пользовательским интерфейсом. Доктор Анттон Мелендес, пользователь ProCAST с более чем 20-летним стажем, который в настоящее время является руководителем проекта Литейного и сталеплавильного производства в Technalia (Испания), заметил, что из всех разработок за последние 20 лет переход к Visual-Environment является одним из самых больших и наиболее значимых улучшений. Данная платформа дает возможность пользователям повысить производительность, работая в общей среде для всех этапов задачи: от пре- и пост-обработки до создания сетки и визуализации результатов.

Сегодня постпроцессор ProCAST обеспечивает лучший в сегменте функционал и графику высокого разрешения (изображение Mofopress)

Лоик Кальба, руководитель литейного направления ESI Group, уверен, что моделирование литейных процессов будет продолжать развиваться в ближайшие 25 лет: "Мы усердно работаем над повышением физичности нашего продукта, расширением его функциональности, качества и производительности. Одной из главных тем в будущем будет тесное взаимодействие с CAD-системами: текущий выпуск объединяет оптимизацию и инструменты проектирования в качестве начального шага".

В 2006 году ProCAST получил награду Frost & Sullivan Technology Leadership в области компьютерного моделирования за его вклад в модернизацию проектирования литейных процессов. Несмотря на такое признание качества, цель ESI Group остаётся неизменной: помощь каждому пользователю в создании непревзойденной продукции. Если вы летали самолетом, водили машину, отапливали дом, мыли руки или даже проводили ленивые выходные за телевизором, тогда вы скорее всего уже почувствовали преимущества от пользования качественными изделиями, спроектированными с помощью ProCAST.