FLOW-3D CAST的案例
【11月23-24日 蘇州】Flow_3D Cast應(yīng)用初級培訓
Flow-3D Cast是一款鑄造專用數(shù)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(chǎn)生、產(chǎn)品的熱變形等鑄造缺陷。
在應(yīng)對質(zhì)量要求高、結(jié)構(gòu)復雜的壓鑄產(chǎn)品時，可以給我們帶來更好的幫助，輔助優(yōu)化工藝設(shè)計，提升鑄件質(zhì)量，降低鑄件生產(chǎn)成本，滿足輕量化發(fā)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(shù)鄰特舉辦《Flow_3D Cast應(yīng)用初級培訓》、《Flow_3D Cast應(yīng)用高級培訓》線下培訓班。《Flow_3D Cast應(yīng)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(shè)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(wǎng)格劃分、參數(shù)設(shè)定等模擬基本操作；
（三）掌握壓鑄全過程模擬：模具熱循環(huán)（熱模）、充型、凝固分析
（四）掌握仿真結(jié)果后處理，F(xiàn)lowSight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(jīng)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(yè)，畢業(yè)后一直從事有色金屬的相關(guān)工作，涉及重力、低壓、壓鑄等工藝，具有豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗及軟件操作經(jīng)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(wù)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(yōu)惠。
4、同單位報名2人享9折優(yōu)惠，3人以上（含）享8.5折優(yōu)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(tài)模流分析解決方案，與業(yè)界同仁交流鑄造行業(yè)的前沿技術(shù)與應(yīng)用。
展會現(xiàn)場，FLOW-3D 中國通過LED大屏分享鑄造仿真應(yīng)用案例，展現(xiàn) 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(tài)、可靠的應(yīng)力及變形分析等技術(shù)優(yōu)勢，為鑄造行業(yè)用戶提供完整和全方位的解決方案，有效輔助優(yōu)化工藝和減少缺陷。
FLOW-3D 團隊專業(yè)解析技術(shù)難題與軟件功能，現(xiàn)場實時演示高效仿真流程，直觀展現(xiàn)工作界面與關(guān)鍵技術(shù)細節(jié)，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(tài)成型方面展現(xiàn)出卓越優(yōu)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(yīng)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(guī)壓鑄、半固態(tài)壓鑄、擠壓鑄造與應(yīng)力變形分析，構(gòu)建全面靈活的解決方案，助力全球制造業(yè)實現(xiàn)更高質(zhì)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(jù)，如：充型、凝固、孔隙、表面氧化物、夾帶的空氣和卷氣、熱應(yīng)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(fā)氣，甚至可以模擬鋁液除氣等。仿真分析優(yōu)化可縮短模具的開發(fā)時間，加快產(chǎn)品上市時間并提高產(chǎn)量。FLOW-3D CAST 使設(shè)計人員在使用新鑄造工藝或新合金材料時節(jié)省設(shè)計時間和開發(fā)成本。
結(jié)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(yù)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(guān)注。
展會現(xiàn)場，FLOW-3D 中國通過LED大屏分享鑄造仿真應(yīng)用案例。直觀展現(xiàn)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(tài)、可靠的應(yīng)力及變形分析，為鑄造行業(yè)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(chǔ)，以更精確的金屬自由液面計算核心 (TruVOF?)和貼近曲面結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格技術(shù)（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(chǎn)品變形等痛點，能夠高效、全面、準確的分析和優(yōu)化各種常見的鑄造工藝。FLOW-3D 中國就前沿信息和最新技術(shù)，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(tǒng)方案設(shè)計
充型溫度分布（新的澆注系統(tǒng)設(shè)計）
新的澆注系統(tǒng)與舊的澆注系統(tǒng)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(tǒng)明顯優(yōu)于舊的澆注系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)的表面移動速度僅為舊的澆注系統(tǒng)的56% 左右。
研究結(jié)論
舊有的澆注系統(tǒng)經(jīng)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(fā)生鑄件缺陷的原因。
分析顯示問題的發(fā)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(qū)域，導致該位置發(fā)生鑄件缺陷。
實時 X-ray 系統(tǒng)也觀察到相同的狀況。
新的澆注系統(tǒng)設(shè)計主要的考慮在于減少金屬液的噴濺問題。
新的澆注系統(tǒng)分析結(jié)果顯示，在充型過程中，新的澆注系統(tǒng)
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(tǒng)尚未完全優(yōu)化，這僅是提出一個可解決問題的方向。
展開 通用汽車應(yīng)用FLOW-3D：汽車汽缸蓋上接觸式的澆包開發(fā)
傾轉(zhuǎn)鑄造專利
三、FLOW-3D CAST數(shù)值模擬
進行數(shù)值仿真之前，必須先建立相關(guān)的網(wǎng)格以及取得分析參數(shù)。
仿真模型采用 Siemens NX建立，并且進行簡化及三維圖調(diào)整。分析采用FLOW-3D CAST。
FLOW-3D CAST采用四個網(wǎng)格區(qū)塊進行分析（網(wǎng)格尺寸 1.5-5mm）。為了取得流量及卷氣、氧化夾渣的時間參數(shù)，在流道及澆口位置設(shè)置了 Baffle。模具表面粗度設(shè)定為 0.1-0.3mm。
圖四為分析三維圖，圖五則是網(wǎng)格建立。圖六為傾斜轉(zhuǎn)造的旋轉(zhuǎn)角速度設(shè)定。
圖片4. 數(shù)值仿真采用的三維圖
圖片5. 根據(jù)實際模具導入的圖
及FLOW-3D CAST網(wǎng)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(shù)
圖片6. Case1 澆盆旋轉(zhuǎn)的角速度
在旋轉(zhuǎn)過程中，原始設(shè)計在流道轉(zhuǎn)彎處會因為湍流造成卷氣現(xiàn)象，而這可能會導致鑄件不良。
圖片7. 旋轉(zhuǎn)過程中的金屬湍流造成卷氣
根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)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(fā)生時間大約持續(xù)了3.8秒。
四、設(shè)計變更
根據(jù)數(shù)值分析結(jié)果，得知在旋轉(zhuǎn)過程中，金屬液在流道內(nèi)會因為湍流撞擊而發(fā)生卷氣現(xiàn)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(zhuǎn)速度。
根據(jù)FLOW-3D CAST分析結(jié)果，進行了多組的流道設(shè)計變更以及調(diào)整了旋轉(zhuǎn)速度，并且以FLOW-3D CAST進行模擬對比。
圖八為新設(shè)計的模具旋轉(zhuǎn)角速度設(shè)定
圖片8.
展開 鋁合金鑄造凝固過程中縮松缺陷預(yù)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(shù)值模擬與實驗結(jié)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(huán)（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(jié)果與實測結(jié)果對比（模具內(nèi)放置熱電偶 Thermo couple）
FLOW-3D CAST 縮松（Micro-porosity）分析結(jié)果
FLOW-3D CAST 縮松模擬結(jié)果對比
展開 【應(yīng)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(zhuǎn)換成質(zhì)量粒子。正確的說是以質(zhì)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(yīng)，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?yún)^(qū)域為空氣區(qū)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(shù)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(qū)域，數(shù)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(qū)域與FLOW-3D 的結(jié)果比對是否合理。
Fig4. X-ray 的結(jié)果，白點區(qū)域為氣孔缺陷 – Courtesy of Form Srl
Fig5. 高壓鑄造充型結(jié)果, 氣體粒子以顏色方式標示體積大小
結(jié)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(jié)果，而這些結(jié)果也已經(jīng)在實驗中證明利用不同的數(shù)值模型，可以讓 FLOW-3D CAST 更精確的預(yù)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 FLOW-3D亮相2025上海壓鑄展，聚焦一體化與半固態(tài)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(yè)界同仁一起見證壓鑄及有色鑄造領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)。
# 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(tài)模流分析解決方案，助力產(chǎn)品設(shè)計高效、精準。
展位現(xiàn)場設(shè)置LED大屏和 FLOW-3D CAST 軟件體驗區(qū)。通過LED大屏分享公司介紹、產(chǎn)品亮點和先進的鑄造仿真應(yīng)用案例，直觀展現(xiàn) FLOW-3D CAST 在一體化與半固態(tài)壓鑄中的應(yīng)用優(yōu)勢；展位軟件體驗區(qū)直觀呈現(xiàn)最新版用戶界面與先進功能。FLOW-3D 工程師與國內(nèi)外同仁開展深度交流，面對面解答技術(shù)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(tài)成型方面展現(xiàn)出卓越優(yōu)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(yīng)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(guī)壓鑄、半固態(tài)壓鑄、擠壓鑄造與應(yīng)力變形分析，構(gòu)建全面靈活的解決方案，助力全球制造業(yè)實現(xiàn)更高質(zhì)量與更高效率的工藝升級。
精彩瞬間
展開 應(yīng)用FLOW-3D CAST模擬高壓鑄造的PVT
圖9 變更設(shè)計二CP1及CP2的PVT圖
圖10 變更設(shè)計二CP3及CP4的PVT圖
四、結(jié)論
設(shè)計人員可通過FLOW-3D CAST的模擬結(jié)果來建立標準，由結(jié)果來訂定變更設(shè)計的方向進而達到優(yōu)化模具的目的，讓壓力、速度及溫度都是在合理范圍內(nèi)，另外藉由軟件的分析可讓設(shè)計者建立出一套標準的設(shè)計流程，提高模具開發(fā)的效率。
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(guān)的程序客制化開發(fā)，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(xiàn)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(zhuǎn)換成質(zhì)量粒子。正確的說是以質(zhì)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(yīng)，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?yún)^(qū)域為空氣區(qū)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(shù)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(qū)域，數(shù)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(qū)域與FLOW-3D 的結(jié)果比對是否合理。
Fig4. X-ray 的結(jié)果，白點區(qū)域為氣孔缺陷 – Courtesy of Form Srl
Fig5.
展開 
HPDC工藝優(yōu)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(shè)計方案，在開發(fā)階段分析充填過程，并借助 FLOW-3D CAST 優(yōu)化鑄造參數(shù)，提供全方位支持，從而實現(xiàn)壓鑄工藝的最佳實踐，并帶來顯著的經(jīng)濟效益。
內(nèi)澆口位置采用金屬進料方式
在開發(fā)初期，金屬進料可以通過內(nèi)澆口位置提供進料方案。通過調(diào)整內(nèi)澆口的位置、尺寸和金屬速度等參數(shù)，可有效評估金屬流動情況，達到定向充填、優(yōu)化溢流槽和排氣系統(tǒng)等關(guān)鍵目標。
【HPDC結(jié)構(gòu)件內(nèi)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(nèi)澆口設(shè)計在充填柱狀結(jié)構(gòu)時的表現(xiàn)：
? 版本 1 和 版本 3 出現(xiàn)了大面積的滯留空氣區(qū)域；
? 版本 2 實現(xiàn)了平穩(wěn)順暢的充填過程，兩個金屬前沿同時推進，連續(xù)填滿鑄件結(jié)構(gòu)；
? 通過將內(nèi)澆口系統(tǒng)布置在結(jié)構(gòu)的中央位置，使得空氣能夠順利從 T 型區(qū)域排出，有效提升了排氣效果
優(yōu)化流道設(shè)計
另一個關(guān)鍵改進是優(yōu)化內(nèi)澆口的幾何形狀。參考文獻 [1] 中的研究，原始的柱狀結(jié)構(gòu)流道設(shè)計進行了優(yōu)化，使內(nèi)澆口截面能夠達到最優(yōu)配置。這項優(yōu)化有助于最大程度降低湍流，提升整體鑄件的質(zhì)量。
這種改善可最大限度地減少湍流場并提高整體鑄造質(zhì)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(jié)構(gòu)件模具開發(fā)中的應(yīng)用》為題作報告
頒發(fā)FLOW-3D 專家顧問證書
中設(shè)集團裝備制造有限責任公司安朝陽先生
頒發(fā)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(tǒng)研發(fā)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(yù)測上的成功應(yīng)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(yīng)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(shù)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(fā)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(yīng)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(yù)結(jié)晶充型模擬預(yù)測及實驗驗證》為題作報告
中設(shè)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(shù)據(jù)分析
展開 運用弗勞德數(shù)作為鑄造充型過程中的質(zhì)量評估依據(jù)
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(tǒng)模型
從以往的研究中，已經(jīng)得知在澆注系統(tǒng)控制良好下，鑄件的質(zhì)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(shù)（Froude Number）？
弗勞德數(shù)是流體質(zhì)點加速度產(chǎn)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(xiàn)高度卷氣。
利用 FLOW-3D CAST 的定制化功能，研究采用自行開發(fā)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(yīng)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(yōu)化可縮短模具的開發(fā)時間，加快產(chǎn)品上市時間并提高產(chǎn)量。FLOW-3D CAST 使設(shè)計人員在使用新鑄造工藝或新合金材料時節(jié)省設(shè)計時間和開發(fā)成本。
結(jié)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(yù)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。
展開 