Optimización del Diseño de un Sistema de Alimentación en el Proceso de Producción de Piezas Automotrices

Abstract: In this work, a study on an optimization technique (Sequential Quadratic Programming) for obtaining optimal designs in a typical gating system used for the gravity process production of aluminum parts is carried over. This represents a novel application of the coupling of those techniques with a foundry process simulator. The simulator applies the finite volume method and the VOF algorithm for fluid analysis. The results on the application of this optimization algorithm to solve a 2D gating design problem using two design variables are presented. The results clearly show a superior approach for obtaining a quality casting using optimization techniques compared with the current try-and-error approaches and allowed us to find the best operational conditions of the SQP algorithm applied to this problem.

Resumen: En el presente estudio se lleva a cabo un estudio de una técnica numérica de optimización (Programación Cuadrática Secuencial) para obtener el diseño óptimo de un sistema de alimentación (colada) típica utilizada en el proceso de gravedad de formación de piezas de aluminio. Esta es una aplicación novedosa al acoplar dicha técnica con un programa de simulación del proceso de fundición por gravedad. El simulador está basado en el método de volumen finito y aplica la técnica VOF para el análisis de fluídos. Se presentan resultados de la aplicación del método a un problema de diseño de colada en dos dimensiones con dos variables de dise&mtilde;o y se establece un diseño experimental que permite encontrar las mejores condiciones de operación del método.