Flow 3D Cast的案例
【11月23-24日 蘇州】Flow_3D Cast應用初級培訓
Flow-3D Cast是一款鑄造專用數值模擬軟件，以其精準的自由液面追蹤而著稱，可以精準分析困氣、氧化位置以及縮孔的產生、產品的熱變形等鑄造缺陷。
在應對質量要求高、結構復雜的壓鑄產品時，可以給我們帶來更好的幫助，輔助優化工藝設計，提升鑄件質量，降低鑄件生產成本，滿足輕量化發展對于汽車零部件的新要求。
為了讓廣大初次接觸Flow-3D Cast的壓鑄工程師學習和掌握該軟件，技術鄰特舉辦《Flow_3D Cast應用初級培訓》、《Flow_3D Cast應用高級培訓》線下培訓班。《Flow_3D Cast應用初級培訓》的具體信息如下：
二、 適用人員
壓鑄工程師、模具設計工程師
三、時間和地點
時間：11月23-24日（周六-周日）
地點：江蘇*蘇州
四、課程目標
（一）了解軟件用戶界面、物理模型；
（二）掌握模型建立、幾何導入、網格劃分、參數設定等模擬基本操作；
（三）掌握壓鑄全過程模擬：模具熱循環（熱模）、充型、凝固分析
（四）掌握仿真結果后處理，FlowSight軟件的操作，生成模擬報告
五、主講專家
葉老師，十五年工作經驗，具有MAGMA及Flow_3D Cast的官方培訓認證。材料成型及控制工程專業，畢業后一直從事有色金屬的相關工作，涉及重力、低壓、壓鑄等工藝，具有豐富的現場經驗及軟件操作經驗。
六、培訓大綱
注：視學員接受情況而定，可加送帶壓室的模擬講解
七、培訓費用
1、2980元/人，含培訓費、會務費、資料費、午餐費及證書費；培訓提供午餐，其余食宿自理。
2、培訓需自帶電腦，我們會提供安裝包及安裝教程。
3、持本人學生證或教師證享有8.5折優惠。
4、同單位報名2人享9折優惠，3人以上（含）享8.5折優惠。
展開 FLOW-3D CAST模流分析解決方案，亮相2026鑄博會&壓鑄展&有色展
FLOW-3D 中國攜專為金屬鑄造打造的 FLOW-3D CAST 模流分析軟件亮相，重點展出一體成型件與半固態模流分析解決方案，與業界同仁交流鑄造行業的前沿技術與應用。
展會現場，FLOW-3D 中國通過LED大屏分享鑄造仿真應用案例，展現 FLOW-3D CAST 全鑄造工藝過程建模、直觀的模具溫度顯示、準確細膩的流態、可靠的應力及變形分析等技術優勢，為鑄造行業用戶提供完整和全方位的解決方案，有效輔助優化工藝和減少缺陷。
FLOW-3D 團隊專業解析技術難題與軟件功能，現場實時演示高效仿真流程，直觀展現工作界面與關鍵技術細節，并友好洽談合作。
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供完整的流場和熱力學場全方位解決方案，特別在一體化壓鑄與半固態成型方面展現出卓越優勢。FLOW-3D CAST 提供詳細的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機械性能、熱應力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
壓鑄模塊集成常規壓鑄、半固態壓鑄、擠壓鑄造與應力變形分析，構建全面靈活的解決方案，助力全球制造業實現更高質量與更高效率的工藝升級。
圖片集錦
展開 FLOW-3D CAST鑄造模擬分析
FLOW-3D CAST 為金屬鑄造工藝提供完整的流動和熱解決方案。該仿真提供了對鑄件的填充和凝固的詳細仿真分析，同時跟蹤不同類型的判據，如：充型、凝固、孔隙、表面氧化物、夾帶的空氣和卷氣、熱應力和變形等各種缺陷。 FLOW-3D CAST 還可以分析模具的熱平衡以及其他性能，FLOW-3D CAST 可以模擬砂芯發氣，甚至可以模擬鋁液除氣等。仿真分析優化可縮短模具的開發時間，加快產品上市時間并提高產量。FLOW-3D CAST 使設計人員在使用新鑄造工藝或新合金材料時節省設計時間和開發成本。
結合直觀友好的用戶界面，FLOW-3D CAST 通過成功的項目，為建模人員提供精確的填充和凝固缺陷預測。包括砂型、金屬型、高壓鑄造，建模人員可以使用最符合工藝要求的套件。"
展開 FLOW-3D CAST模流分析解決方案，亮相2025天津鑄博會&壓鑄展&有色展
FLOW-3D CAST
此次展會，FLOW-3D 中國攜專為金屬鑄造量身打造的最新版FLOW-3D CAST 2025R1模流分析軟件亮相，重點展出一體成型件模流分析解決方案，受到廣泛關注。
展會現場，FLOW-3D 中國通過LED大屏分享鑄造仿真應用案例。直觀展現全鑄造工藝過程建模，以直觀模具溫度顯示、準確細膩的流態、可靠的應力及變形分析，為鑄造行業用戶提供完整和全方位的解決方案。
FLOW-3D CAST 以計算流體動力學為基礎，以更精確的金屬自由液面計算核心 (TruVOF?)和貼近曲面結構化網格技術（FAVOR)為核心，高性能并行計算滿足客戶更高的仿真要求。
軟件具備完善的鑄造工藝模塊，解決鑄造過程中卷氣、夾渣、冷隔、縮孔及產品變形等痛點，能夠高效、全面、準確的分析和優化各種常見的鑄造工藝。FLOW-3D 中國就前沿信息和最新技術，與眾多同行進行友好交流。
展會圖片集錦
展開 
運用 FLOW-3D CAST 在砂模鑄造的澆注系統方案設計
充型溫度分布（新的澆注系統設計）
新的澆注系統與舊的澆注系統差異
FLOW-3D CAST可提供流體的表面積變化量，表面積變化量越大，代表該流場越紊亂，越可能造成充型過程中卷入氣體。
新的澆注系統明顯優于舊的澆注系統設計。
FLOW-3D CAST 提供的Velocity Bin Plot 代表流體表面積變化時的速度大小。Surface Momentum 以及 Surface Kinetic 越大，代表流場越紊亂。
新的澆注系統的表面移動速度僅為舊的澆注系統的56% 左右。
研究結論
舊有的澆注系統經過仿真軟件（FLOW-3D CAST）的驗證，以及采用 X-ray video 進行拍攝，判斷出可能發生鑄件缺陷的原因。
分析顯示問題的發生，可能在于澆注過程中，有部分金屬液提前進入模具并且提早凝固，后來進入型腔的金屬液溫度不足以熔化該區域，導致該位置發生鑄件缺陷。
實時 X-ray 系統也觀察到相同的狀況。
新的澆注系統設計主要的考慮在于減少金屬液的噴濺問題。
新的澆注系統分析結果顯示，在充型過程中，新的澆注系統
Liquid free surface area 減少了 1.5%
Surface Momentum 減少了 64%
Surface Kinetic 減少了 77%
新的澆注系統尚未完全優化，這僅是提出一個可解決問題的方向。
展開 鋁合金鑄造凝固過程中縮松缺陷預測
收縮造成的縮松
FLOW-3D CAST 縮松計算原理
驗證一、CTIF Plate 溫度場計算驗證
操作畫面：
鑄造過程中數值模擬與實驗結果驗證對比
驗證二：汽缸頭（Cylinder head）鑄造對比
FLOW-3D CAST 模具熱循環（Thermal die cycling）模擬
FLOW-3D CAST 充型階段（Filling phase）模擬
FLOW-3D CAST 凝固過程中溫度分布
FLOW-3D CAST 冷卻過程中溫度驗證
FLOW-3D CAST 模擬結果與實測結果對比（模具內放置熱電偶 Thermo couple）
FLOW-3D CAST 縮松（Micro-porosity）分析結果
FLOW-3D CAST 縮松模擬結果對比
展開 應用FLOW-3D CAST模擬高壓鑄造的PVT
圖9 變更設計二CP1及CP2的PVT圖
圖10 變更設計二CP3及CP4的PVT圖
四、結論
設計人員可通過FLOW-3D CAST的模擬結果來建立標準，由結果來訂定變更設計的方向進而達到優化模具的目的，讓壓力、速度及溫度都是在合理范圍內，另外藉由軟件的分析可讓設計者建立出一套標準的設計流程，提高模具開發的效率。
通用汽車應用FLOW-3D：汽車汽缸蓋上接觸式的澆包開發
傾轉鑄造專利
三、FLOW-3D CAST數值模擬
進行數值仿真之前，必須先建立相關的網格以及取得分析參數。
仿真模型采用 Siemens NX建立，并且進行簡化及三維圖調整。分析采用FLOW-3D CAST。
FLOW-3D CAST采用四個網格區塊進行分析（網格尺寸 1.5-5mm）。為了取得流量及卷氣、氧化夾渣的時間參數，在流道及澆口位置設置了 Baffle。模具表面粗度設定為 0.1-0.3mm。
圖四為分析三維圖，圖五則是網格建立。圖六為傾斜轉造的旋轉角速度設定。
圖片4. 數值仿真采用的三維圖
圖片5. 根據實際模具導入的圖
及FLOW-3D CAST網格建立
表格1. 材料庫及澆注溫度
表格2. 材料對流換熱系數
圖片6. Case1 澆盆旋轉的角速度
在旋轉過程中，原始設計在流道轉彎處會因為湍流造成卷氣現象，而這可能會導致鑄件不良。
圖片7. 旋轉過程中的金屬湍流造成卷氣
根據數值模擬結果，整體填充時間約為14秒，通過澆口處的最大流量為1.56Kg/s。總卷氣量為250cc（約占金屬體積的3%）。卷氣的發生時間大約持續了3.8秒。
四、設計變更
根據數值分析結果，得知在旋轉過程中，金屬液在流道內會因為湍流撞擊而發生卷氣現象，為了改善這個問題，最簡單的方式就是進行流道造型修改以及變更旋轉速度。
根據FLOW-3D CAST分析結果，進行了多組的流道設計變更以及調整了旋轉速度，并且以FLOW-3D CAST進行模擬對比。
圖八為新設計的模具旋轉角速度設定
圖片8.
展開 FLOW-3D亮相2025上海壓鑄展，聚焦一體化與半固態壓鑄
FLOW-3D 中國攜專為金屬鑄造量身打造的最新版 FLOW-3D CAST 2025R1模流分析軟件，亮相本屆展會N2A35展位，與業界同仁一起見證壓鑄及有色鑄造領域的最新發展動態。
# 一起回顧展會精彩瞬間 #
FLOW-3D CAST
本屆展會，FLOW-3D 中國重點展出 FLOW-3D CAST 一站式一體件與半固態模流分析解決方案，助力產品設計高效、精準。
展位現場設置LED大屏和 FLOW-3D CAST 軟件體驗區。通過LED大屏分享公司介紹、產品亮點和先進的鑄造仿真應用案例，直觀展現 FLOW-3D CAST 在一體化與半固態壓鑄中的應用優勢；展位軟件體驗區直觀呈現最新版用戶界面與先進功能。FLOW-3D 工程師與國內外同仁開展深度交流，面對面解答技術難題。
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供了完整的流場和熱力學場全方位解決方案，特別在一體化壓鑄與半固態成型方面展現出卓越優勢。FLOW-3D CAST 提供詳細的鑄件填充及凝固和模具熱平衡信息，并追蹤工藝過程中各種缺陷，如縮孔、縮松、表面夾渣、卷氣、困氣、沖砂、冷隔、澆不足、機械性能、熱應力和變形等，也可以分析砂型及金屬型溫度分布和其他特殊功能。
壓鑄模塊集成常規壓鑄、半固態壓鑄、擠壓鑄造與應力變形分析，構建全面靈活的解決方案，助力全球制造業實現更高質量與更高效率的工藝升級。
精彩瞬間
展開 【應用研究】充填模擬階段的穴蝕氣泡追蹤研究
FLOW-3D CAST V5將氣泡崩塌時轉換成質量粒子。正確的說是以質量粒子的方式記錄消失的氣泡，粒子會記錄氣泡最終的運動速度。由于其阻力和浮力效應，粒子可能會偏移金屬流動的路徑，這些會隨著粒子的尺寸而進行改變。如果粒子進入區域為空氣區域，尺寸會隨著壓力變化而增大。反之如果在充填末段增加飽壓壓力，粒子的體積也會受到壓力壓縮影響而變小。
數值模擬與驗證
FLOW-3D CAST V5的氣泡模型能夠追蹤最后氣體粒子的集中區域，數值模型仍然需要實驗進行比對。利用X-Ray的方式(Fig4)可以檢測最終粒子的集中區域與FLOW-3D 的結果比對是否合理。
Fig4. X-ray 的結果，白點區域為氣孔缺陷 – Courtesy of Form Srl
Fig5. 高壓鑄造充型結果, 氣體粒子以顏色方式標示體積大小
結論
高壓鑄造的卷氣造成的鑄件缺陷，可以在 FLOW-3D CAST V5得到更佳更精確的追蹤結果，而這些結果也已經在實驗中證明利用不同的數值模型，可以讓 FLOW-3D CAST 更精確的預測鑄件缺陷。
>>了解更多FLOW-3D CAST
【參考文獻】
[1] C. W. HIRT, Modeling Turbulent Entrainment of Air at a Free Surface, Flow Science Report 01-12, (2012).
[2] C. W.
展開 充填模擬階段的穴蝕氣泡追蹤研究
為了解決這個問題，FLOW-3D 進行了相關的程序客制化開發，并且于 FLOW-3D CAST V5提供了這個缺陷追蹤功能。在最新版本的 FLOW-3D CAST V5，能夠追蹤在充填階段氣泡的生成與運動位置。氣泡會隨著金屬融湯運動，不會有擴散現象。另外，氣泡的直徑也能夠隨之記錄。
FLOW-3D CAST V5將氣泡崩塌時轉換成質量粒子。正確的說是以質量粒子的方式記錄消失的氣泡，粒子會記錄氣泡最終的運動速度。由于其阻力和浮力效應，粒子可能會偏移金屬流動的路徑，這些會隨著粒子的尺寸而進行改變。如果粒子進入區域為空氣區域，尺寸會隨著壓力變化而增大。反之如果在充填末段增加飽壓壓力，粒子的體積也會受到壓力壓縮影響而變小。
數值模擬與驗證
FLOW-3D CAST V5的氣泡模型能夠追蹤最后氣體粒子的集中區域，數值模型仍然需要實驗進行比對。利用X-Ray的方式(Fig4)可以檢測最終粒子的集中區域與FLOW-3D 的結果比對是否合理。
Fig4. X-ray 的結果，白點區域為氣孔缺陷 – Courtesy of Form Srl
Fig5.
展開 
HPDC工藝優化與成本降低
Malte Leonhard和Florian Wirth，Flow Science Deutschland GmbH
本文案例由 FLOW-3D CAST 的長期用戶 Project Engineering GmbH 提供。通過對比兩種不同的鑄件設計方案，在開發階段分析充填過程，并借助 FLOW-3D CAST 優化鑄造參數，提供全方位支持，從而實現壓鑄工藝的最佳實踐，并帶來顯著的經濟效益。
內澆口位置采用金屬進料方式
在開發初期，金屬進料可以通過內澆口位置提供進料方案。通過調整內澆口的位置、尺寸和金屬速度等參數，可有效評估金屬流動情況，達到定向充填、優化溢流槽和排氣系統等關鍵目標。
【HPDC結構件內澆口方案研究 | FLOW-3D CAST】 https://www.bilibili.com/video/BV1xZVbzVEpm/?share_source=copy_web&vd_source=f5da85b92d61a4c574ec9d10b35c2cfb
影片展示了三種不同內澆口設計在充填柱狀結構時的表現：
? 版本 1 和 版本 3 出現了大面積的滯留空氣區域；
? 版本 2 實現了平穩順暢的充填過程，兩個金屬前沿同時推進，連續填滿鑄件結構；
? 通過將內澆口系統布置在結構的中央位置，使得空氣能夠順利從 T 型區域排出，有效提升了排氣效果
優化流道設計
另一個關鍵改進是優化內澆口的幾何形狀。參考文獻 [1] 中的研究，原始的柱狀結構流道設計進行了優化，使內澆口截面能夠達到最優配置。這項優化有助于最大程度降低湍流，提升整體鑄件的質量。
這種改善可最大限度地減少湍流場并提高整體鑄造質量。
展開 精彩回顧 | 2024 FLOW-3D中國用戶大會圓滿收官
寧波臻至機械模具有限公司忻伸陽先生，以《FLOW-3D CAST 在大型一體化結構件模具開發中的應用》為題作報告
頒發FLOW-3D 專家顧問證書
中設集團裝備制造有限責任公司安朝陽先生
頒發FLOW-3D 專家顧問證書
江蘇凱斯福輕合金有限公司孫晶瑩博士
奧托立夫（上海）汽車安全系統研發有限公司李艷華博士，以《FLOW-3D 在奧托立夫鎂合金方向盤骨架多種缺陷預測上的成功應用》為題作報告
江蘇凱斯福輕合金有限公司孫晶瑩博士，以《基于FLOW-3D CAST薄壁汽車零部件低壓鑄造應用》為題作報告
FLOW-3D 中國郝平先生，以《通過仿真揭開一體式大型鑄件的神秘面紗》為題作報告
舍弗勒（中國）有限公司彭亮先生，以《新能源汽車壓鑄技術難點及解決方案》為題作報告
浙江華朔科技股份有限公司胡有紅先生，以《FLOW-3D CAST在工藝開發過程中的使用》為題作報告
西峽縣眾德汽車部件有限公司何磊先生，以《FLOW-3D CAST 在蝸殼充型過程中的應用》為題作報告
上海交通大學孫啟才博士，以《基于FLOW-3D CAST的預結晶充型模擬預測及實驗驗證》為題作報告
中設集團裝備制造有限責任公司安朝陽先生，以《一個基于FLOW-3D CAST模擬的鑄鋼件裂紋分析案例》為題作報告
馬路科技顧問股份有限公司唐家麟先生，以《一體件大型鑄件-三層面提升效率-仿真，量測，數據分析
展開 運用弗勞德數作為鑄造充型過程中的質量評估依據
Mark Jolly
Co Supervisor: Prof Nick Green
The University of Birmingham
使用軟件：
FLOW-3D CAST
研究采用的澆注系統模型
從以往的研究中，已經得知在澆注系統控制良好下，鑄件的質量可以進行控制。
Fig1. 不良的澆注過程（X-Ray）
Fig2. 良好的澆注過程（X-Ray）
氧化膜的形成原因
氧化膜缺陷
氧化膜的形成原因
什么是弗勞德數（Froude Number）？
弗勞德數是流體質點加速度產生的作用力，以及重力形成的作用力比值的指標。
Froude Number 可以用來判斷流體卷氣的程度。當 Froude Number > 1.7 時，流體就會卷氣，當 Froude Number 在 4~12 之間時，流體會呈現高度卷氣。
利用 FLOW-3D CAST 的定制化功能，研究采用自行開發的子程序嵌入計算。
展開 FLOW3D鑄造仿真分析
FLOW-3D CAST 為各種金屬鑄造工藝提供完整的流動和熱解決方案。該仿真提供了對鑄件的填充和凝固的詳細仿真分析，同時跟蹤不同類型的指標，如：充型，固化，孔隙，表面氧化物，夾帶的空氣和卷氣，熱應力和變形等各種缺陷。 FLOW-3D CAST還可以分析模具或模具的熱曲線以及其他性能，例如 FLOW-3D CAST的芯體充氣。仿真分析優化可縮短模具的開發時間，加快產品上市時間并提高產量。FLOW-3D CAST 使設計人員在使用新鑄造工藝或新合金材料時節省設計時間和開發成本。
結合直觀和漸進的用戶界面，FLOW-3D CAST 通過成功的項目指導建模人員提供精確的填充和凝固缺陷預測。可用套件進行砂型鑄造，永久鑄模鑄造和高壓鑄造，建模人員可以使用最符合工藝要求的套件。
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