脫蠟精密鑄造的案例
Moldex3D仿真分析之脫蠟精密鑄造解決方案
為什么使用金屬脫蠟精密鑄造?
射出成型制程能以單一工法大量生產結構復雜的產品，從塑料、含玻璃纖維的復合材料到金屬材質，都可以透過射出成型進行量產，滿足大部分的設計需求且廣受業界青睞。針對難以加工的金屬材料，業界則常使用脫蠟法(或稱為包模鑄造法)來滿足金屬鑄件對精密度和表面亮度的要求。目前脫蠟精密鑄造已廣泛應用于各式產品，舉凡高爾夫球頭、醫療人工關節或是機械五金件，特別可應用在針對強度和抗腐蝕要求較高的管閥制品及航天、船用及車用渦輪部件。這個特殊制程可以成功協助業者大幅降低二次機械加工成本。
挑戰
脫蠟精密鑄造主要涵蓋六個步驟：1)蠟經過射出成型成蠟模 2)蠟模塊合成蠟樹3)形成殼模 4)脫蠟 5)將金屬液注入殼模后凝固 6)敲破殼模得到鑄件毛胚。蠟模的外觀和尺寸會直接影響殼模能否生產合乎規格的鑄件，此外蠟模生產的效率也會影響大量鑄造的能力。然而蠟模的制程仍存在許多問題和挑戰，例如：充填不飽滿、流痕、凹陷及變形等等，這些問題通常必須經由二次加工來修復，導致額外的生產時間和成本支出。
Moldex3D 解決方案
蠟的性質與射出成型常用的塑料和鑄造金屬不同，因為具有較大的體積收縮率，蠟模容易發生收縮問題，這也是脫蠟過程中頭痛的問題之一。蠟同時也是熱的不良導體，因此蠟模容易發生固化不足以及產生表面凹痕缺陷。
Moldex3D脫蠟精密鑄造解決方案(見圖一及圖二)，提供塑料成型之外的模具設計解決方案，從塑料成型拓展到精密鑄造領域，可幫助精密鑄造業者進行射蠟成型條件優化，降低成型過程潛在缺陷的發生機率，準確預測蠟模收縮后的尺寸，達到模具尺寸的優化。除此之外，Moldex3D設有專業的材料實驗室 ，具備全方位的材料檢測能力，包含：黏度、體積膨脹率、熱傳導系數、比容及比熱等蠟的特性量測，提供產業界一個全方位的脫蠟精密鑄造解決方案。
展開 Moldex3D模流分析之金屬脫蠟精密鑄造制程
為什么使用金屬脫蠟精密鑄造?
射出成型制程能以單一工法大量生產結構復雜的產品，從塑料、含玻璃纖維的復合材料到金屬材質，都可以透過射出成型進行量產，滿足大部分的設計需求且廣受業界青睞。針對難以加工的金屬材料，業界則常使用脫蠟法(或稱為包模鑄造法)來滿足金屬鑄件對精密度和表面亮度的要求。目前脫蠟精密鑄造已廣泛應用于各式產品，舉凡高爾夫球頭、醫療人工關節或是機械五金件，特別可應用在針對強度和抗腐蝕要求較高的管閥制品及航天、船用及車用渦輪部件。這個特殊制程可以成功協助業者大幅降低二次機械加工成本。
挑戰
脫蠟精密鑄造主要涵蓋六個步驟：1)蠟經過射出成型成蠟模 2)蠟模塊合成蠟樹3)形成殼模 4)脫蠟 5)將金屬液注入殼模后凝固 6)敲破殼模得到鑄件毛胚。蠟模的外觀和尺寸會直接影響殼模能否生產合乎規格的鑄件，此外蠟模生產的效率也會影響大量鑄造的能力。然而蠟模的制程仍存在許多問題和挑戰，例如：充填不飽滿、流痕、凹陷及變形等等，這些問題通常必須經由二次加工來修復，導致額外的生產時間和成本支出。
Moldex3D 解決方案
蠟的性質與射出成型常用的塑料和鑄造金屬不同，因為具有較大的體積收縮率，蠟模容易發生收縮問題，這也是脫蠟過程中頭痛的問題之一。蠟同時也是熱的不良導體，因此蠟模容易發生固化不足以及產生表面凹痕缺陷。
Moldex3D脫蠟精密鑄造解決方案(見圖一及圖二)，提供塑料成型之外的模具設計解決方案，從塑料成型拓展到精密鑄造領域，可幫助精密鑄造業者進行射蠟成型條件優化，降低成型過程潛在缺陷的發生機率，準確預測蠟模收縮后的尺寸，達到模具尺寸的優化。除此之外，Moldex3D設有專業的材料實驗室 ，具備全方位的材料檢測能力，包含：黏度、體積膨脹率、熱傳導系數、比容及比熱等蠟的特性量測，提供產業界一個全方位的脫蠟精密鑄造解決方案。
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之異型水路設計
為什么使用異型水路?
異型水路是一種特殊的冷卻水路設計。冷卻水路的配置可以做到幾何變化非常彈性與復雜。對于射出成型的主要的幫助是可以縮短成型周期時間(可達20 ~ 60%)、提升產品尺寸精度、改善表面凹痕…等。異型水路的定義是指模具內用來進行冷卻或加熱的水路是隨著模具的成品表面保持一定距離，以利有效的控制與管理模具的溫度條件。在幾何復雜的產品中，此種水路設計將可以有效移除傳統水路無法深入或到達區域的積熱。因此，提供更好的冷卻效率、縮短周期時間而降低生產成本，幫助提升產品質量等優點，是我們采用異型水路的主要原因。
挑戰
? 如何減少塑件射出成型中常見的問題，包含凹痕、翹曲、周期時間過長等
? 優化冷卻水路系統的設計以達到模溫差與翹曲變形量最小化的需求
? 改善冷卻效率 (幫助用戶達成產品的質量要求)
Moldex3D 解決方案
? 預測要達到期望的成型周期時間所需要的冷卻液流率為何
? 預測冷卻水路設計中可能發生的壓力損耗問題
? 避免冷卻水路設計中有渦流/死水的區域
? 透過真實三維的網格技術來模擬隔板與噴泉水路的設計
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之射出壓縮成型
為什么使用射出壓縮成型(ICM)模擬?
射出壓縮成型制程結合了射出成型和壓縮成型兩種成型技術。在充填階段，當模具尚未完全閉鎖時，部分塑料注入模穴，鎖模機構開始運轉直到模具完全閉鎖，藉由壓縮模穴表面讓熔膠進入模穴，完成充填。
射出壓縮成型(壓縮模式)
射出壓縮成型制程不僅保留傳統射出成型的優點，還具備其他優勢，例如: 提高微結構轉寫率和縮短流動距離和壁厚比…等等，然而，為了制造出完美的塑件，需要仔細調整其他制程參數。例如: 壓縮時間晚，容易造成熔膠滲透分模線；壓縮時間早，有時則導致充填不完全或短射。因此，擁有一套完整且強大的模擬工具是射出壓縮制程成功與否的關鍵。
挑戰
• 機器及模具的額外成本
• 提早診斷溢料問題
• 不適用于流動方向較深的產品
• 自定義多個成型條件，例如壓縮時間、力量、速度等
Moldex3D 解決方案
• 模擬完整的制程，包括流動、保壓、冷卻及翹曲
• 可視化的結果，例如速度向量、纖維排向、壓力分布、豎流道壓力、鎖模力等結果
• 優化成型條件，例如壓縮間隙或延遲時間
• 預測分子排向、收縮、翹曲及殘留應力
• 可視化的模內 射出及壓縮過程
• 縮短成型周期及降低產成本
• 改善排氣設計及轉寫性
速度及向量分布
應用產業
• 光學
• 汽車
• 電子
• 醫療
• 消費性產品
展開 
Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之氣體輔助射出成型
為什么使用氣體輔助射出成型模擬?
氣體輔助射出成型 (GAIM) 是在充填階段將氣體引入模穴內的過程，利用壓縮氣體來作為保壓媒介，確保厚件的尺寸穩定性和增加其機械強度，減少因壓力變化和殘留應力產生的翹曲及凹痕。在氣體輔助射出成型制程中，塑料產品開發者可有效降低射壓和節省原料，兼顧節能和產品輕量化的優勢。但是氣體和熔膠鮮明的物理性質差異，卻使得穩定導入氣體成為制程中的一大挑戰。
Moldex3D GAIM 提供仿真氣體從進澆位置或其他進氣口進入模穴，真實三維技術可讓使用者檢視每一階段中，氣體在模穴內流動的情形，有利于優化模具設計和成型條件。完整模擬復雜的制程，準確完成設計驗證和優化，成功縮減開發時程和降低生產成本。
挑戰
? 檢視任一模穴截面在不同時間點的氣體穿透度和空心率
? 優化成型條件，如氣體射出時間、延遲時間、氣體進口、溢流區…等等
? 多種氣體輔助射出成型方法，如: 短射、全射和其他溢流制程
? 完整仿真制程周期，讓用戶能清楚熟悉每個制程階段和提前檢驗產品缺陷，如: 縫合線、流痕以及其他尺寸不穩定性
Moldex3D 解決方案
? 可視化任一截面的氣體穿透度及空心率
? 定義適當的成型參數，包含進氣時間、進氣點等
? 模擬各樣的氣體輔助射出成型方式，例如短射、溢流等方式
? 仿真完整的制程， 提前得知產品的缺陷，例如縫合線、流痕及其他可能導致尺寸差異的問題
應用產業
? 汽車
? 電子
? 醫療
? 消費性產品
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之水輔射出成型
為什么使用水輔助成型模擬?
水輔助射出成型 (WAIM)為一特殊制程，和氣體輔助成型 (GAIM) 的概念相同，主差異在于水輔助射出成型的介質為水而非氣體。水輔助射出成型和氣體輔助成型都具備提供機械強度和尺寸穩定性的優勢，可兼顧質量和節省原料。水為低成本的保壓材料，具備高比熱和高導熱性質，賦予水輔助射出成型制程較短的周期優勢，并協助業者達到質量控管和節能省料標準。Moldex3D WAIM 提供真實三維模擬技術，讓使用者可以完整檢視水在模穴內的穿透情形并充分解析制程，有助于優化模具設計和制程參數。
挑戰
• 優化射出體積和水流掌控，降低水力損失
• 決定最佳成型制程，如短射法、滿射法或溢流區的設定
• 避免潛在缺陷問題，如縫合線、流痕、收縮或平坦度等
• 透過皮層厚度分布預測潛在轉角效應和吹穿問題
Moldex3D解決方案
• 可視化皮層厚度及核心掏空的比例分布
• 預測潛在缺陷問題，如縫合線、流痕、收縮或平坦度等
• 優化水流控制，包含液體(水)注入的時間和位置、溢流區的設定等
• 可視化水進入模穴后與熔膠的交互作用，了解水掏空的區域，評估肉厚分布，減輕產品重量
• 支持回推(push-back)功能，即使無設定溢流區也可避免在進水時產生流痕
• 優化制程參數，如水注入的位置和時間，或溢流區的設定
應用產業
• 3C電子
• 汽車
• 醫療
• 消費性產品
展開 Moldex3D模流分析之金屬脫蠟精密鑄造射出成型
Moldex3D 產品概覽
Moldex3D是塑料射出成型產業中的計算機輔助工程領導產品。 Moldex3D擁有一流的分析技術，可協助客戶模擬更廣泛的射出成型應用范圍，來優化產品設計和可制造性，以達到縮短上市時間并提高的產品投資回報率。
特色
? CAD嵌入式前處理
? 高級自動3D網格引擎
? 高解析三維網格技術
? 高效能平行運算
Moldex3D 網格
Moldex3D 網格支持各種不同的網格類型，包括 2D 三邊形及四邊形網格、3D四面體、棱柱體、六面體、voxel (brick)和金字塔型網格。Moldex3D 網格提供多種主流網格方法：純三邊形表面、以四面體為主的表面網格；純四面體網格、邊界層網格、純voxel網格、混合式實體網格及中間面簡化網格。客戶可從中選擇符合自己的特殊模擬需求來建立網格模型。
優勢
? 具有強大的網格劃分技術的前處理工具與支持不同的網格元素型態，以提高實體網格產生效率
? 可以產生純三邊形網格與四邊形為主的表面網格
? 支持自動四面體、邊界層網格、混合實體網格，與voxel型態實體網格
? 可以產生高質量的三維實體網格
? 提供自動檢核與自動修復工具以確保網格質量的分析準確性
? 以下為Moldex3D 網格支持的網格輸/入輸出格式
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之雙料共射成型
為什么使用雙料共射成型模擬?
雙料共射成型是多材質成型制程的一點變體，通常被應用在雙色塑料的產品，如車燈、行動播放器或牙刷等。制程中，兩種塑料會分別從兩個不同的澆口注入到單一模穴中，并觀察塑料在流動后交會時的反應變化，經由流率控制來預測縫合線位置，提升雙色塑件產品的質量。因此，運用Moldex3D來驗證優化塑件/模具設計及制程參數是很重要的。
挑戰
• 選擇兩個進澆口的材料，并分別定義顏色
• 透過流動波前預測縫合線位置
• 分別定義兩種塑料的流動與保壓參數
• 評估澆口設計(澆口類型、位置等)，達成外觀質量需求
Moldex3D 解決方案
• 可視化兩個進澆口的波前變化
• 預測可能形成的縫合線位置
• 追蹤聚合物顆粒的流動方向
• 顯示兩個進澆口的流率變化
• 支持平行運算，提升分析效率
應用產業
• 汽車
• 數字電子產品
• 消費性產品
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之共射射出成型
為什么使用共射出成型模擬?
共射出成型制程具有皮層料和核心料的結構；先將皮層料注入模穴中，接著為核心料，最后再補上皮層料包復核心料，因此產品的外觀可以使用不同材料得到變化。共射出成型制程此特色被廣泛用在粉碎和回收塑料上，將回收的塑料再用于第二射的核心塑料使用，對環境和成本帶來許多效益。此外，該制程能夠以高沖擊塑料作為核心材料提升產品強度和效能。除此之外，建造一個需要熱澆道系統、控制閥門和兩個料筒的共射出成型機臺遠比傳統射出成型機臺的成本還要高，所以對機械性質的影響來說，如何決定最佳的皮層料和核心料比例，并有效追蹤模穴內每個時間和位置下的分布情形是現今主要面臨的挑戰。
Moldex3D提供強大的成型解決方案，使用者能夠掌握制程中的關鍵特性，如材料分布，在制程優化和節省開發成本上創造更多競爭優勢。
挑戰
? 優化兩種材料性質交互作用后的機械特性
? 決定最佳的皮層料和核心料分布比例
? 避免吹穿發生，維持產品表面質量
? 優化皮層料到核心料的整體充填比例
Moldex3D 解決方案
? 可視化在吹穿前皮層料與核心料的流動行為
? 預測吹穿區附近核心層的穿透情形
? 針對吹穿效應改善幾何厚度及成型條件
? 考慮皮層和核心層之間的溫度不均與壓力變化
? 預測高溫及高壓下潛在的缺陷位置
應用產業
? 3C電子
? 汽車
? 醫療
? 消費性產品
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之反應射出成型分析
Moldex3D RIM模塊提供真實三維解決方案，其應用涵蓋分析各類熱固性材料，例如不飽和多元酯(unsaturated polyester)、聚氨酯(PU)、液態硅橡膠(liquid silicon rubber)及利用環氧樹脂(epoxy)的精密芯片封裝之射出成型。Moldex3D軟件可以仿真模穴充填、交聯固化、翹曲變形、纖維排向、多材質成型和其他客制化制程。
預測流動波前和RIM產出的實驗結果之間的比較
顯示充填結束反應射出成型保險桿的固化程度
挑戰
• 塑件及模具設計驗證和優化，達到降低生產成本和設計周期縮減
• 制程優化，增加塑件質量和產品競爭力
Moldex3D 解決方案
• 完整的仿真模塊包含模穴充填、固化、翹曲變形、纖維排向、多材質成型和其他高階結構分析接口
• 提供流動波前、縫合線、包封位置、轉化率、速度向量和轉移壓力結果重要信息
• 預測翹曲行為，并將熱固性塑料受壓力、溫度、交聯反應所造成的體積變化(Pressure-Volume-Temperature-Curing, PVTC)和不同材質之熱膨脹系數差異(CTE-mismatch)列入考慮
• 將模具溫度分布可視化，進而優化模具加熱系統
• 針對橡膠聚合物成型或是RIM成型PU材料，計算Scorch指數以偵測潛在的早期固化問題
展開 Moldex3D模流分析金屬脫蠟精密鑄造之快速模具溫度加熱冷卻成型技術
為什么使用模具溫度加熱冷卻成型技術?
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度，并且在保壓階段開始時將模具溫度快速冷卻。
如此一來，塑件表面溫度即可依據不同成型階段進行動態調整。射出充填階段的高模溫條件將有效改善塑料的流動性及降低射出件表面問題(例如結合線、流痕、浮纖…等)發生的機會；而冷卻階段模溫的低溫切換，也能有效縮短成型周期時間。由于快速模具溫度加熱冷卻成型技術能在產品質量和生產成本之間取得完美平衡，近年來在塑料射出成型產業上獲得重視。
挑戰
? 冷卻與加熱切換時間點的優化
? 決定變模溫制程中，對模具加熱需要多少能量，以及對模具的冷卻需要多大的冷卻液流量
? 在劇烈的溫度變化制程下，如何將模具的壽命優化
Moldex3D 解決方案
為了滿足變模溫制程對CAE分析的需求，Moldex3D提供完整的分析工具，可模擬各種模具快速加熱和冷卻情形，完整整合充填、保壓及冷卻階段的真實三維數據。
? 決定制程參數，例如: 冷卻系統、加熱系統、模溫度、冷卻時間等等
? 可檢視模具溫度在模具表面及任意截面的分布和不同時間的變化
? 利用快速溫度變化解決塑件充填和保壓問題
? 仿真冷卻系統效率并洞悉潛在缺陷
? 改善縫合線、流痕、收縮和提高產品平整度
展開 
CA精密鑄造技術
CA精密鑄造技術就是將計算機輔助工程應用到精密鑄造過程中，并結合其他先進的鑄造技術，以高質量、低成本、短周期來完成復雜產品的研發和試制.
尋求Procast精密鑄造方面的牛人
我們是鑄造廠家，專業做熔模鑄造的，現在因為公司的發展，需要上一套模擬澆鑄的軟件，希望有相關的人員來給我們做培訓，我們受訓的人數為2-3人。
熔模精密鑄造介紹
熔模精密鑄造介紹
熔模精密鑄造是在古代蠟模鑄造的基礎上發展起來的。作為文明古國，中國是使用這一技術較早的國家之一，遠在公元前數百年，我國古代勞動人民就創造了這種失蠟鑄造技術，用來鑄造帶有各種精細花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品，如春秋時的曾侯乙墓尊盤等。曾侯乙墓尊盤底座為多條相互纏繞的龍，它們首尾相連，上下交錯，形成中間鏤空的多層云紋狀圖案，這些圖案用普通鑄造工藝很難制造出來，而用失蠟法鑄造工藝，可以利用石蠟沒有強度、易于雕刻的特點，用普通工具就可以雕刻出與所要得到的曾侯乙墓尊盤一樣的石蠟材質的工藝品，然后再附加澆注系統，涂料、脫蠟、澆注，就可以得到精美的曾侯乙墓尊盤。
現代熔模鑄造方法在工業生產中得到實際應用是在二十世紀四十年代。當時航空噴氣發動機的發展，要求制造象葉片、葉輪、噴嘴等形狀復雜，尺寸精確以及表面光潔的耐熱合金零件。由于耐熱合金材料難于機械加工，零件形狀復雜，以致不能或難于用其它方法制造，因此，需要尋找一種新的精密的成型工藝，于是借鑒古代流傳下來的失蠟鑄造，經過對材料和工藝的改進，現代熔模鑄造方法在古代工藝的基礎上獲得重要的發展。所以，航空工業的發展推動了熔模鑄造的應用，而熔模鑄造的不斷改進和完善，也為航空工業進一步提高性能創造了有利的條件。
我國是于上世紀五、六十年代開始將熔模鑄造應用于工業生產。其后這種先進的鑄造工藝得到巨大的發展，相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等制造工業中被廣泛采用，同時也用于工藝美術品的制造。
展開 不銹鋼精密鑄造小知識
五金件沖壓件生產廠家今天要分享的是一些不銹鋼精密鑄造的小知識。
(1)嚴格的涂裝質量控制和管理
不銹鋼公司的工作人員要定期監測涂料漿液中粘結劑提取物的膠凝時間，堅決丟棄已經變質的涂料，尤其是表面涂層。
(2)保證外殼具有良好的導熱性
確保蠟模表面層在蠟模整體膨脹前熔化；同時保證外殼表層具有良好的透氣性，減少整個蠟模因熱膨脹而產生的張力，防止外殼開裂。
(3)提高殼的干燥速度
殼式干燥機，殼強度越高，蠟模在脫蠟過程中的膨脹能力越強。不銹鋼精密鑄造外殼不易開裂。
(4)毛刺缺陷位置的能譜分析
同時，適當的殼干燥速度也保證了殼內殘留水分較少，脫蠟時不會暴露在高溫蒸汽中，發生異常沸騰，從而避免局部開裂和外殼開裂。
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