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16/01/2025

＜Gigacast與Cast-Designer的合作＞

馬斯克曾說：「重要的並非創新本身，而是創新的速度。」汽車製造的設備、製程和勞動力將迎來大幅度的縮減與加速。 Gigacast被譽為能將準備週期縮短一半的「數位製造」。 「自主化的組裝線」即將出現，它將大幅減少生產所需的面積與設備，並降低投資成本。 Gigacast技術不僅用於車身生產，還在電池開發、電動驅動橋、自動駕駛設備、人形機器人技術、合金配方和供應鏈等領域中廣泛應用。

傳統的鑄造模擬軟體，往往需要經過繁瑣的步驟才能製定出一個方案，反覆的模擬過程嚴重拖慢了新產品的開發與生產進度。 Cast-Designer透過避免重複工作，大幅縮短了開發時間。這得歸功於它提供的全流程一體化系統，涵蓋了DFM （可製造性設計）分析、報價、澆口系統及冷卻系統設計、數值模擬、鑄件機械性能分析等多個環節，極大優化了設計與製程。在汽車結構設計與最佳化領域， Cast-Designer也增強了與碰撞安全分析軟體（如LS-DYNA3D和Pam-Crash）的兼容性。

如今， IT工程師的競爭愈發激烈，僅透過調動少數工程師就無法有效應對挑戰。然而，解決方案已經出現，其中之一就是透過Cast-Designer提早培養現場工程師。 Cast-Designer上手快、易於學習。沒有正確的設計與精準的執行，再好的產品也無法落地。

越來越多的OEM廠商希望將由多塊沖壓件和焊接製程組成的組件轉換為一個鑄造件。在這種情況下，必須基於原有沖壓件重新設計新的鑄造件。為因應此需求，Cast-Designer開發了一項創新功能，可自動將Gigacast的厚殼單元轉換為多種厚度的實體單元，顯著縮短了模擬模型的準備時間和工作量，大大減輕了OEM結構工程師的負擔。

FastMesh網格引擎能夠根據電腦的記憶體容量產生超過2億個有限元素網格單元的超大型網格模型。這些增強功能使Gigacast的完整模具模擬達到前所未有的高精度，並提供了對鑄造工藝的深刻洞察。

SmartRunner主要用於支援Gigacast等大中型產品的流道設計自動化。在設計初期，它為使用者提供了優質工具，能在短時間內比較多個設計方案。新功能SmartCooling 透過四步驟實現了壓鑄製程中冷卻系統設計的自動化，確保冷卻系統的全面優化，並將冷卻設計過程的效率提升了10到30倍。

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C3P software全產品總代理，CastDesigner鑄造模流分析軟體、焊接分析、AI Form沖壓模擬、SavingCast合金配料。MirageMES製造執行系統，提供產業轉型與工廠精實管理。

07/01/2025

大型一體化壓鑄，目前主要包括後底板，前機艙，電池包底板，從應用上，取代沖焊結構，成為汽車結構件的一部分。因此，研發工作也發生了改變，與車身結構設計優化同步進行。

汽車研發專案是一個複雜的系統工程，碰撞安全性設計目標：確定車輛在各種碰撞工況下（正面碰撞、側面碰撞、追撞碰撞、翻滾等）對車內乘員及行人的保護目標。這包括制定嚴格的傷害指標限制，如頭部損傷標準（HIC）、胸部加速度等。 NVH（噪音、振動與聲振粗糙度）研發；車身結構靜態分析；Driving（駕駛性能相關研發）。

在配合上述的一系列的車身結構優化過程中，大型一體化壓鑄件，需要快速迭代分析。其內容包括可製造性分析、流道設計、冷卻設計、充型凝固及缺陷分析、應力變形、模具變形等

福特汽車表示，Cast-Designer的引進將大大加速其產品研發速度，尤其是在一體化壓鑄技術的應用上。未來，福特汽車計劃將Cast-Designer完全整合到其研發環境中，形成一個涵蓋產品設計、碰撞與結構分析和最佳化、可製造性分析與最佳化、製造過程模擬以及製造產品性能預測與評估的整個過程研發體系。

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30/12/2024

CAST-DESIGNER是一款用於壓鑄策略制定和模擬的軟體，尤其適用於Giga-Cast 。CAST-DESIGNER能大幅縮短產品開發時間，讓用戶能夠在這場競爭中勝出。創新的真正價值不僅在於創新本身，也在於其速度。

在Giga-Cast的情況下，由於存在許多不定性的問題，通常會存在大量策略，且每個策略都必須經過驗證，這需要花費大量時間和精力。而CAST-DESIGNER將此過程縮短至數小時。正因如此，它為用戶提供了足夠的時間進行更深入、更詳細的分析。

CAST-DESIGNER能夠設計或修改給定模型的流道系統，並進行流動和凝固分析，以及對鑄件進行廣泛的物理性能分析。如果使用其他方法，分析、修改和選擇大量策略的過程可能需要數月甚至數年。

📌初期快速預測
例如，CAST-DESIGNER的QuickCast功能在定義澆口方向、權重係數和重量後，會立即自動產生澆口流道。並迅速完成流動模擬，輸出流動前緣分析和氣體包卷結果。因此，透過這種方式，CAST-DESIGNER能夠在分析初期短時間內預測結果。

📌讀取LS-DYNA3D等結構分析結果
Cast-Designer正成為OEM公司的核心研發工具。現在，接收第三方資料變得越來越重要。Cast-Designer可以支援讀取LS-DYNA3D和Pam-Crash等汽車碰撞模擬軟體輸入文件格式，對於包含厚殼單元的LS-DYNA 3D文件，系統可以直接轉換3D單元。這樣對於將原始沖壓+焊接組件改為鑄造零件，將殼單元轉換為相同或不同厚度的實體單元進行模擬非常便利。

📌快速網格支援大型、不連續的網格
Cast-Designer備受好評的網格化功能FastMesh可以接受大型複雜模型的不連續網格作為實體網格的輸入。快速網格可以支援大型模型的大型網格。在128GB記憶體的電腦上，完整模具套件的最大數量可達8億。使用者可以選擇單一模具或整個模具進行網格劃分。

📌SmartCooling速度提升10倍
智慧冷卻可以根據金屬流動路徑將模腔分為六個主要區域：坯料、主澆道、澆口流道、鑄件前部、鑄件後部和溢流區。每個主要區域最多可分為四個子區域。區域的類型可以靈活選擇。它可以將冷卻設計時間減少1/10到1/20 。

對於冷卻通道，它優化了通道直徑、水面溫度和與腔體的距離等特徵參數。也支援滑塊的冷卻設計。

📌逆向工程
逆向工程功能將網格資料（如STL ）轉換為CAD資料（表面或實體）。可用於從修改的網格物件到CAD資料的幾何反轉。

📌對各種物理問題的耦合分析
Cast-Works功能將各種物理問題結合起來進行完整模擬。結合應力考慮了最終製造過程中殘餘應力的影響。與溫度耦合考慮了最終過程的溫度歷史。鑄造缺陷的影響可以透過考慮最終鑄造模擬過程的縮孔和氣孔來研究。接觸力可以透過考慮鑄造過程中模具中接觸力的影響來模擬鑄件頂出過程。

📌透過DOE優化
對於Giga-Cast ，需要一種「最佳化」方法來從無數策略中選擇最佳策略。Cast-Designer的「DOE」是最值得推薦的。對於Giga-Cast ，建議使用具有32個CPU的PC和額外的求解器來提高運算速度。使用Cast-Designer的DOE最佳化方法是一個非常明智的選擇，因為它可以將數週的計算時間縮短到幾十個小時。

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21/12/2024

每個鑄件的厚度分佈，一定是不平均的，在設計冷卻管路的時候，不僅要計算熱平衡，還需要考慮到排布的問題，同時也需要考慮到重點位置的冷卻。如果使用傳統的手段對冷卻系統進行評估，必須先把完整的模具造型出來，然後再通過模擬軟體，計算穩態模具溫度，出現問題再回到CAD系統中調整。

而這次，Cast-Designer提供了一個所見即所得的即時評估功能。可以透過非常直覺的方式，在設計的前端，就獲得那些位置冷卻不足，那些位置過冷的資訊。

現在，Cast-Designer除了模擬之外，在前端包含了大量的設計工具，這些工具的一個目的，就是讓工程師在設計初期，就減少設計的錯誤。如果本身的設計就有重大問題，將來靠模擬來發現和解決這個問題，是非常困難的，代價也是昂貴的。尤其是溫度場，需要做整模，分析多個循環的穩態模具溫度。然後重新調整冷卻管道。

注意了，這裡提到的設計，不等於在CAD軟體裡面的造型。

設計≠造型！ 設計≠造型！ 設計≠造型！

這裡的設計，包含了數學計算、熱平衡計算、每個區域金屬量熱量、需要帶走的熱量、達到模具熱平衡、所需的冷卻管道的長度、流速、水溫...等。另外就是水路排布，針對局部，進行溫度控制，影響鑄件肉厚大的區域，減少或轉移縮孔的位置，影響模具熱結位置，減少熱衝擊，延長模具壽命。

隨著鑄件越來越複雜，一體化的程度越來越高，如果沒有前期設計好冷卻系統，到了後期再修改是非常複雜的😎

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12/12/2024

在上一篇文章有提到，模具的熱平衡非常關鍵！
由於傳統的方法，存在手動計算複雜的瓶頸問題，導致許多工程師都忽略了熱平衡計算，只能在模具製作完成後，透過現場的調整測試來確認。

隨著現在的鑄件越來越大，幾何形狀越來越複雜，交期卻越來越縮短，同時還需要提高鑄件品質。
如果沒有事先設計模具溫度場，後期則背負著更多的麻煩。

Cast-Designer推出全新功能， #智慧冷卻設計，解決了冷卻管路設計過程中的困難點：
1、手動計算複雜！
2、管線排布難！
3、重點位置沒有考慮到！

首先，使用者透過指定熱量流動區域，依照金屬液的流動方向，分為六個區域：分流錐、主流道、澆口流道、澆口側鑄件區、末端鑄件區、溢流槽排氣區，然後加入一些基本的信息，例如材料、澆鑄溫度、產量等，軟體就會根據每個區域的體積，精確且科學地計算出所需的管道長度，直徑，流量等。
重點是達到：熱平衡！熱平衡！熱平衡！（很重要所以講三次）

不僅如此，軟體還能根據使用者的需求，主動產生完整的冷卻管路。如果需要手動調整管線的位置，透過滑鼠的點擊拖移，就可以完成了。

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03/12/2024

壓鑄模具溫度場設計非常重要，直接影響產品的品質、壓鑄變形量、熱結點，也就是黏膜，以及可以有效控制氣、縮孔位置，進而提高壓鑄產品產量。

壓鑄產品的內部熱量，許多是由水基脫模劑帶走的，而另外一部分，則是靠模具冷卻水路。這部分的熱量，需要把模具的產量轉換成熱功率，接著透過熱力學原理，把冷卻水道的位置，直徑，水流量確定。

💡：模具的溫度場設計常常忽略、不考慮，這是因為傳統的方法實在太複雜，工程師認為沒辦法精確的計算，同時也缺乏精確計算的工具。因此，許多模具的溫度場設計都是錯誤的，完全沒有考慮到「熱平衡」的問題，更難以結合鑄件的幾何特徵，設計符合重點區域的冷卻系統。

💡💡：模具溫度場必須從一開始就設計，然後再設計頂針、螺栓或鎖緊配件的位置，以及模架的深度和尺寸，最後是分模面及溢流槽。而大部分的設計順序，則是剛好相反，對於長期使用模具的壓鑄生產工廠來說，使用起來就非常困難，甚至有廠商想利用同步控制的方法去改善，像是利用紅外線回饋、對比並即時調整相關的冷卻水路。事實上，這種做法違背了生產穩定性的原則，在頻繁的調整下，生產穩定性幾乎完全被破壞。

現在讓我們來統整一下，傳統的冷卻水路設計流程：

✅熱量流動區域的設計
新產品模具冷卻系統設計的第一步，是考慮劃分熱量流動區域，將垂直於金屬液流動方向的區域定義為熱量流動區域。
一般金屬液流動路徑，分六個熱量流動區域，分別為分流錐、主流道、澆口流道、澆口側型腔、溢流槽側型腔、溢流槽排氣。
針對目前的大型一體化模具，由於鑄件大、且流動長度長，通常還需要考慮末端溫度的控制。

熱量流動區域劃分之後，要透過CAD軟體計算每個區域的體積。
#精確的體積是冷卻系統設計和模具熱平衡的保證

✅比熱、潛熱計算
熱量流動區域確定後，需要計算鑄件各區域的熱量，通常會使用以下公式：例如計算每立方公分的鋁液，我們先估計一下產量或壓鑄循環時間，假設在壓鑄過程30秒，該區域的熱量被帶走，鑄件的溫度降低到凝固的頂出溫度。

每立方公分熱損失=潛熱+比熱×（液態溫度-頂出溫度）
潛熱（鋁=1094J/cm ³，鋅=682 J/cm ³，鎂=637 J/cm ³）
比熱（鋁=2.9J/(cm ³×℃ )，鋅=2.784J/(cm ³×℃ )，鋁=2.668J/(cm ³×℃ )）
頂出溫度（鋁=371 ℃，鋅=301 ℃，鎂=329 ℃）
*注意：頂出溫度不僅影響每立方公分鑄件的熱量計算，也影響後續的計算。

✅循環時間並確定最佳循環節拍（生產週期）
與壓鑄模溫度場設計和控制影響最大的就是循環週期，要改善循環節拍，就需要了解每台壓鑄機空循環週期；知道空循環週期之後，再加上合理的留模時間和噴塗時間，就可以確定目標循環時間。公式如下：
留模時間DT =澆道橫截面積TS × 合金係數AC
*注意：合金係數與每個廠區的實際操作有關。通常的合金係數可以根據留模時間除以最大澆道厚度得出。一般是5.9-11.8s/cm。

✅效率和填充過程中熱量流失的計算
這一步計算目標循環節拍和每一模需要帶走的熱量

✅型腔填充過程中熱量分配的計算
加入數字總和和計算法，確定型腔內金屬液熱量損失；因此，先前分配的六個區域，考慮熱量損失佔比，可以列成表格，損失值與體積成正比。

接下來的步驟，由於篇幅的限制，就不在本篇文章說明：
✅熱量流動區域
✅考慮噴塗而引起的熱量損失
✅區域熱量、熱通量、熱量中軸線的計算
✅對流方程
✅熱傳導方程
✅線性水道和噴管（水柱）式點冷流量
✅匯聚和發散的熱流線
✅確定冷卻水長度、深度、直徑
✅冷卻系統設計
✅油溫控
✅全模穩態溫度模擬

總之，傳統的冷卻系統設計，往往被忽略，因為需要計算的實在太多太複雜。當然，也有不少工程師，會利用一些表格工具，或是圖示工具，來完成這項艱鉅的任務

下一篇文章，我們將重點介紹Cast-Designer最新推出的冷卻系統設計功能模組。一個冷卻系統設計工具，能考慮到以上所有的運算，全面實現數位化、智慧化、簡化。在科學的計算下，完成冷卻系統設計，達到熱平衡。同時可以所及即所得地建立冷卻管道，輕鬆調整冷卻管道的位置。即時考慮鑄件不同厚度的冷卻效率。

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18/11/2024

Cast-Designer V7.9，這是其專為鑄造行業打造的突破性設計、模擬和優化軟體的最新版本。這個最新版本引入了重大更新，包括智慧冷卻技術（Smart Cooling）和處理巨大網格模型的增強能力，進一步鞏固了C3P作為該領域創新引領者的地位。

Cast-Designer與結構分析軟體之間的擴展相容性，特別是在汽車碰撞性模擬領域。此整合與LS-DYNA的高階結構網格模擬無縫融合，便於將資料直接從LS-DYNA匯入Cast-Designer。這消除了手動資料轉換的繁瑣任務，並促進了從模擬到設計優化的無縫過渡。

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11/11/2024

Cast-Designer V7.9，這是其專為鑄造行業打造的突破性設計、模擬和優化軟體的最新版本。這個最新版本引入了重大更新，包括智慧冷卻技術（Smart Cooling）和處理巨大網格模型的增強能力，進一步鞏固了C3P作為該領域創新引領者的地位。


以PowerPoint格式生成鑄造製程設計和類比結果的工程報告，提供所有的設計和建模環境以及模擬後處理環境。

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04/11/2024

Cast-Designer V7.9，這是其專為鑄造行業打造的突破性設計、模擬和優化軟體的最新版本。這個最新版本引入了重大更新，包括智慧冷卻技術（Smart Cooling）和處理巨大網格模型的增強能力，進一步鞏固了C3P作為該領域創新引領者的地位。


全新的Cast-Works介面，增強使用者體驗並簡化操作。新介面具有更高的可用性和穩定性，使用戶比以往更容易進行全鏈模擬，將殘餘應力、鑄造缺陷與最終的鑄件性能相結合。

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28/10/2024

Cast-Designer V7.9，這是其專為鑄造行業打造的突破性設計、模擬和優化軟體的最新版本。這個最新版本引入了重大更新，包括智慧冷卻技術（Smart Cooling）和處理巨大網格模型的增強能力，進一步鞏固了C3P作為該領域創新引領者的地位。


這適用於大型結構類比，因為Cast-Works對這種大型模型具有出色的性能，所有操作都與鑄造求解器完全相同。

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21/10/2024

Cast-Designer V7.9，這是其專為鑄造行業打造的突破性設計、模擬和優化軟體的最新版本。這個最新版本引入了重大更新，包括智慧冷卻技術（Smart Cooling）和處理巨大網格模型的增強能力，進一步鞏固了C3P作為該領域創新引領者的地位。

#智慧冷卻自動化壓鑄效率
Cast-Designer V7.9創新地推出智慧冷卻系統方案設計 Smart Cooling，這是一款專為壓鑄製程量身打造的尖端解決方案。這項革命性技術透過自動化的計算和設計，大幅提高了效率，重新定義了冷卻系統設計流程。

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14/10/2024

Cast-Designer V7.9，這是其專為鑄造行業打造的突破性設計、模擬和優化軟體的最新版本。這個最新版本引入了重大更新，包括智慧冷卻技術（Smart Cooling）和處理巨大網格模型的增強能力，進一步鞏固了C3P作為該領域創新引領者的地位。

#半觸變製程進化
鎂合金的觸變成型是傳統壓鑄的一種資源節約型替代方案，具有低能耗的優點，並且避免了保護氣體的必要性，有效降低碳排放。
實驗與實際試驗顯示出良好的相關性，證實了剪切相關類比模型對於分析半固態鎂觸變成型過程的流動和凝固行為是有效的。

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