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国际金属加工网 2018年12月18日

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▲ 管件组立

运用Autodesk InventorAutoCAD

Autodesk CFDAutodesk Nastran In-CAD

……等软件,实现从2D3D设计,热流分析到结构验证,乃至于档案最佳化管理和云端协同作业,有效降低研发成本和时间,与客户共创双赢

利峰机械有限公司创立于1987年,主要从事各式锅炉及周边设备的研发和生产,其锅炉产品被广泛运用于电子制药、胶带、树脂、印刷、涂装、橡胶、纺织等产业,借由燃烧过程将化学能转为热能,以提供其他机械设备产生动力来源,包括:新光、远东、台塑等国内外知名企业都是利峰公司的客户。

由于每个产业所需的热能负载和设备安装场地空间不尽相同,因此利峰公司提供从规划说明、投资评估、机械设计、制造、安装、调试,乃至于人员培训和售后服务等的一条龙服务。由于市场的激烈竞争,唯有持续精进研发设计的实力,才能站稳市场,因此利峰公司特别在2004年导入AutoCAD软件,开启计算机绘图设计之路,之后在2008年陆续引进Autodesk InventorAutodesk CFD等欧特克软件,最佳化其研发生产流程,不仅为客户降低锅炉的研发成本和时间,同时还有效提升了锅炉设备的热能利用。

Inventor化身虚拟工厂

大幅提升设计流程

随着时代的进步,2D设计转向3D设计已成为主流,因此利峰公司选择Autodesk Inventor作为建置锅炉3D模型的利器,真正落实数字化原型的设计方式,翻转过去2D设计加工时代的作业模式。现在工程师可先行在Inventor软件上进行锅炉零组件的设计和组装,待确认没有干涉之类的错误后,再进行实际工件的制作发包,大幅降低重复返工的情况,也减少不必要的原物料浪费;同时,对于产品的多样性与客户的挑战,也可利用该软件的参变量连结功能,搭配简易的机构运动模拟和结构强度分析,便可轻松克服种种的挑战和难关。

利峰机械创办人白锦铭表示:“锅炉的设计和制作是非常繁琐的过程,必须兼顾锅炉运作的效能和客户工厂实地的安置作业,因此导入Autodesk Inventor后,我们便将这套软件作为虚拟的工厂,除了锅炉的3D设计外,也将客户厂房的3D模型同步绘制完成并进行模拟作业,让我们能够提供客户最合适的设计施工建议。在与客户沟通设计时,我们将所有的3D模型上传至A360云端平台,再透过平板实时浏览和展示设计档案,借此帮助客户了解锅炉完工安装后的样貌,避免双方认知上的落差,也可针对设计实时反馈和修改。”

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▲ 锅炉设备与管路配置规划

除此之外,由于每个锅炉需使用五千至上万个以上的零组件,其中光是阀件、法兰与管材的尺寸就相当多样化,因此Inventor软件中的Ipart和Iassembly功能扮演着重要的角色,让工程师能够有效绘制和管理各式尺寸的锅炉零组件,并进行模拟组装,而这些种类尺寸繁多的零组件3D模型也可发布至Autodesk Vault进行有效的管理和搜寻。利峰机械创办人白锦铭说:“Inventor软件让我们的工程师从这些绘制模型与管理的炼狱中解脱出来!”

3D模拟分析与验证

研发测试省钱又省时

由于锅炉与窑炉内操作温度高达1700度,若要测试验证每个锅炉的设计是否符合需求,都得实机测试并倚靠人为经验判断,这往往耗费许多的材料成本和时间。于是,利峰公司进一步导入Autodesk CFD软件,以期望提升旗下锅炉热交换的效能,为客户创造最大的效益。

利峰机械创办人白锦铭指出:“热交换器的效率对于锅炉质量至关重要,自从Autodesk CFD新生力军的加入,我们把在Inventor上设计的3D模型汇入CFD中,便可有效分析锅炉的热交换效率,并针对结构设计进行调整,找出最佳化的设计。

目前,透过Autodesk CFD设计优化热交换效率有效提升20%,为我们创造绝佳的产品效能和价值。”

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▲ 热媒锅炉热交换分析

此外,Autodesk CFD还协助利峰公司解决炫风分离机的分析问题,将粉尘过滤效果可视化,借此改善粉尘过滤的效能。同时,针对窑炉内均温热流场的分析,Autodesk CFD也可处理,减少产品瑕疵和不良的状况。

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▲ 锅炉内部液体混和温度分析

锅炉制造的另一个挑战便是结构变形问题,由于过去利峰在实机试车就需花费一天的时间,如果遇到设计不良导致锅炉与管路系统因热变形造成泄漏,之后设计的修改和反复试车验证,不仅损失许多的金钱,更浪费宝贵的时间。

然而,现在利峰公司只要将锅炉的3D模型汇入Autodesk CFD和

Autodesk Nastran In-CAD中,结合这两款软件的优势,只要2-3小时便可分析出结果,大幅降低了研发成本和时间。

白锦铭表示:“运用欧特克分析软件,我们光是设备测试成本就降低了10~20%,制造测试时间也节省了10%,其结果令人惊艳。未来,我们也将持续使用欧特克软件,为客户打造最合适的锅炉生产设备。”

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▲ 锅炉效率计算

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(欧特克大视界 欧特克Autodesk)

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欧特克

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