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在這項研究中這個模擬分析包含了六個模腔，每個模腔的鑄件都不相同(如圖1所示)，并搭配計算流體動力學（CFD）的方法研究流道系統的設計。 圖1 模具與鑄件二、 原始設計在這項研究中充填過程仿真是使用軟件FLOW-3D CAST ，并將模具的實體模型（圖1）轉為STL，然后導入到FLOW-3D CAST中。

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。

》為題作報告 東風本田汽車有限公司 屠浩先生以《模流仿真技術運用對缸體加工不良的改善》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 在渦殼離心鑄造工藝上的應用》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《基于FLOW-3D 充型模擬的鑄鋼件澆口盆的設計和應用

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。

此製程的輸出是螺桿特性與模具特性之間平衡的結果（在螺桿尾端）。ScrewPlus 是一個強大的工具，可模擬經過實體輸送（塑料輸送段）、熔化（過渡段）及泵取（計量段）從實體狀態到熔化狀態的整個塑化製程。它可提供熔化的真實溫度，並自動在 Moldex3D「加工精靈」中自動更新此資訊，以進一步模擬。

金屬液于陶殼模內降溫凝固過程，藉由FLOW-3D CAST商用軟件以有限差分法(Finite Difference Method)，建立模具網格，模擬精密鑄造過程中，鑄件對于熱傳導、流場、壓力場及溫度場變化，工藝邊界條件設定，包括材料選用及精密鑄造工藝條件如表 1所示，以及殼模材料熱物性質如表 2所示。

流動 (Flow)射出成型的充填流動分析主要為模擬塑料熔膠被壓力推進到模穴的過程。壓力迫使熔膠流動并填充模腔。通常，壓力最高之處是在注入口；隨著距離澆口越遠，壓力隨之減小。同時，最低的壓力出現在向前移動的熔膠流動波前。壓力差是推動熔融的熱塑性塑料的主要動力。一般情況下，填充過程傾向于以最小的阻力流向空腔區域。

流動 (Flow)射出成型的充填流動分析主要為模擬塑料熔膠被壓力推進到模穴的過程。壓力迫使熔膠流動并填充模腔。通常，壓力最高之處是在注入口；隨著距離澆口越遠，壓力隨之減小。同時，最低的壓力出現在向前移動的熔膠流動波前。壓力差是推動熔融的熱塑性塑料的主要動力。一般情況下，填充過程傾向于以最小的阻力流向空腔區域。

-《Modern Casting》2020年8月刊文章來源鑄造工業網

因此透過Moldex3D分析，適時改動流道尺寸、澆口位置、澆口數量來達到流動平衡的設計(圖7為原始設計，圖8為優化后設計遮蓋處為機密，不可公開)。當原始設計在充填比例42%時，第一排體積較小的模穴已經充填完成，但其余幾處模穴皆尚未填飽，如此將造成部分穴數過保壓容易有毛邊等問題；而經過優化后設計的組別，在充填比例70%時，所有模穴相較于原始設計有更平衡的充填行為，表示此優化設計解決流動不平衡問題。

? 幾何平衡多模穴模的流道平衡設計：透過MeltFlipper?流道平衡技術改善幾何模具設計，以平衡流道和改善質量

但若模具環境(多模穴流道平衡性、模溫)、塑料黏度(料溫均勻性、降解、批次不同)改變，即便是在相同的射速設定下，也會導致射壓曲線落在良品范圍之外，造成質量不穩定。射壓是剪切速率與黏度的乘積，若觀察到射壓降低，但機臺射速維持不變時，代表的就是熔膠黏度下降，多半是因為溫度升高導致。這時由于熔膠密度也因高溫而下降，因此若要產品重量不變，射出行程需增加，也就是VP切換點延后。

縫合線區域強度 (Weld-line Strength) 縫合線或結合線是在充模過程中，分離的流動波前在同一位置相遇時形成的。縫合線看起來像是塑料塑件外觀的裂縫，其區域的局部機械強度可能會明顯降低。由于在縫合線區域的機械強度有可能會大幅減弱，因此可能是結構分析中最重要的問題之一。透過 Moldex3D FEA接口模塊可將塑件的幾何和縫合線的強度結果，輸出至應力分析求解器。

其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。

Moldex3D能區分溫度和區域收縮差異效應對位移的影響，但相對來說較適合用于薄件分析。 溫度差異效應位移(Differential temperature effect displacement)：指塑件肉厚的溫度差異造成的收縮，而解決的方法是加強冷卻效率和在公母模間的不平衡。

澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。

Moldex3D提供Moldex3D應力分析模塊，能考慮與計算上述由制程引發之因素，也提供型芯偏移與模座變形分析，能模擬塑件嵌件（或模具嵌件）與模座組件在充填時因壓力不平衡所造成的偏移。由于同時考慮型芯偏移、模穴與模座網格的變形結果，因此能準確預測在成型制程中嵌件的偏移問題，更全面評估具塑件嵌件的模型充填條件設定。這些分析結果能決定最佳澆口位置與射壓，以減少模仁的移動并強化型芯偏移的控制。

汽車結構件減震塔的鋁合金壓鑄工藝優化 應用軟件： FLOW-3D CAST 作者：周林東 王春濤 張靖，寧波合力模具科技股份有限公司 作者：楊雄 呂書林 吳樹森，華中科技大學材料成型與模具技術國家重點實驗室一、減震塔結構分析（a）凸面 （b）凹面 圖1 某減震塔3D實體造型圖1為某減震塔3D實體造型示意圖。

本文應用CFD軟件FLOW-3D CAST，影片中的左側仿真（案例1）顯示了內澆口的流況是在分型面下方朝上進料，而右側模擬（案例2）則顯示了在同一位置內澆口成45度角的進料。這個結果比較可幫助設計者更可視化的觀測流體流向及湍流程度，可看出熔體如何從不同的內澆口位置和方向流入模腔。