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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。

Moldex3D Cool基于真實3D技術，準確分析模具系統溫度、冷卻水路布局效果和所需冷卻時間的高效設計工具，幫助檢測模具冷卻系統可能存在的缺陷，例如冷卻不平衡、熱點、冷卻效率差導致的冷卻時間延長。因此借助Moldex3D真實3D技術，使用者可以進一步優化冷卻系統設計，從而提高產品質量并縮短周期時間。

幫浦與水路之間的關系從模溫機廠商的規格書之中，常見到模溫機幫浦效能曲線，其輸出壓力越大，流量越小，反之壓力越小流量越大。 而我們從管路理論得知，在水管管徑固定的情況下，流量越大水管壓力差越大。 幫浦與水路兩者組合一起達到壓力平衡，就可以得到水路內流量與壓力，如圖二所示。 圖二 模溫機與模具水路關系Moldex3D可以提供什么功能來幫助？

挑戰 ? 改善縫合線、包封…等外觀缺陷 ? 降低產品肉厚偏移的問題 解決方案 飛綠股份有限公司使用 Moldex3D Advanced 和型芯偏移模塊進行流固耦合分析來診斷公模仁位移的問題，使用雙流閥針式熱流道改善流動平衡，另外也透過變更產品肉厚、公母模溫等設計，來改善產品結合線與優化流動平衡問題。

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。

幫浦與水路之間的關系從模溫機廠商的規格書之中，常見到模溫機幫浦效能曲線，其輸出壓力越大，流量越小，反之壓力越小流量越大。而我們從管路理論得知，在水管管徑固定的情況下，流量越大水管壓力差越大。幫浦與水路兩者組合一起達到壓力平衡，就可以得到水路內流量與壓力，如圖2所示。圖2：模溫機與模具水路關系Moldex3D可以提供什么功能來幫助？

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。

本研究藉由Moldex3D預測不同材料的流動情形，供設計者與生產者評估同一套模具是否套用不同材料的可行性；Moldex3D Designer BLM在實體網格層數上能夠做有效的剪切生熱評估，且可以精準的控制流道直徑、配置、以及生產所需要的料溫、模溫等做精準的預測，以避免成型上可能遇到的問題如流動不平衡、結合線問題。

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。

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。

在充填/熟化設定頁簽，可以設定射出壓力、VP切換、熟化的時間與壓力、料溫與模溫。一些進階的成型條件更可以在進階設定中調整。 充填設定 ?充填時間 充填時間 (Filling time)的定義是需要多久來充填一假設不可壓縮的材料。Moldex3D Flow 求解器基于模穴空間(塑件+冷流道) 和充填時間來定義出相對的體積流率，而流率的多段設定也是以此值為基準。

-初始模溫(Initial Mold Temperature) 初始模溫 (Initial Mold Temperature) 是整體模座適用的溫度。假設初始整體模具溫度是均勻的。 但是，若使用者指定瞬時冷卻分析，就會使用此分析計算得出的模具溫度。結果溫度通常不會一致。-空氣溫度(Air Temperature) 指定環境室溫。

剛開始前幾個周期，模溫會受到熔膠影響，讓模具溫度變化會較為劇烈，直到周期數目夠多之后，模溫會近似穩態變化，單一周期內變化幅度不超過攝氏5度甚至更少，因此，可以把模溫以周期時間平均，視為穩態溫度。然而，在模溫變化較為劇烈的特殊制程，例如變模溫制程，單一周期內有很大溫度變化振福，此時就不能把模溫視為穩態溫度，而必須要以瞬時方式觀察每一個時間變化。

而藉由流動波前可以探查的充填問題如下： ?了解充填與包壓時的流動行為 ?檢查是否有不完全充填(短射)的問題 ?檢查是否存在流動不平衡 ?偵測縫合線與包封的潛在位置 ?檢查各澆口與流道的充填分配是否平衡 ?尋找適合的澆口位置并預期縫合線的生成 充填過程的示意圖 (a) 遲滯現象 (b) 賽馬現象 (c) 包封 (d)未平衡的流道 (e)及 (f)多模穴的未平衡流道系統

本案例中的相機鏡頭外殼使用纖維強化材料所制造，其真圓度問題有待改善，必須從檢驗各項制程條件變化來著手，因此中原大學團隊導入Moldex3D來進行優化制程設定。首先以Moldex3D進行流動和纖維分析，接著在翹曲分析結果中發現產品的真圓度不佳，此結果的準確度也透過實驗驗證。仿真結果顯示，提高模溫可改善真圓度；但添加玻璃纖維后， 纖維的排向會造成產品不均勻收縮，而導致真圓度變差。