• 技術名稱
  • 壓鑄模具流道系統之自動化設計技術
  • 計畫單位
  • 國立臺灣海洋大學
  • 展區位置
  • 僅供線上展示
  • 聯絡人
  • 吳于嫥
  • 電子信箱
  • DITSA@mail.ntou.edu.tw
技術說明 壓鑄製程為一種具有高精度、加工量少及適合大量生產之近淨形製程,其生產的壓鑄件應用範圍廣泛,例如汽、機車零部件、電腦零組件、氣動和電動工具零配件、家電產品零件及衛浴設備零件,甚至航太零組件等。近年來,由於產品朝向輕、薄、短、小趨勢發展,3C產品對強度、電磁遮蔽性、散熱性、耐衝擊性及環保回收性等考量,輕金屬零組件的設計已受到普遍地重視,尤其是鋁合金和鎂合金等輕金屬壓鑄件之應用。
目前國內大部分的壓鑄廠仍然依照設計→測試→修飾的循序方式及試誤法,執行產品之開發與量產,不僅延長產品的開發時程,亦可能因製程中操作人員的失誤或疏忽,衍生生產成本的增加。然因Visual Basic具有完善之開發平台及分析計算能力,其資料庫建立功能良好,且擁有圖形化編輯介面,讓使用者可以輕鬆地完成程式編輯。本項技術係以Visual Basic為工具,將技術團隊多年從事壓鑄模具方案設計的經驗與工程知識整合,例如流體力學及熱傳學理論,建構一套壓鑄模具流道系統之自動化設計技術,協助壓鑄模具設計人員,得以快速建構適切性的最佳化壓鑄模具流道系統之3D模型。
首先,利用Visual Basic 程式語言建立一個資料庫,以彙整壓鑄機的射出性能、壓鑄件的幾何特徵及其合金材料性質,作為智慧型流道設計所需之參考資訊;接著依照壓鑄理論,將描述壓鑄熔湯流動的物理模型轉換為數學模型,即可應用Visual Basic內建的數學式子,編寫計算熔湯流動物理量的數值分析程式,即可依照鑄件幾何資料及壓鑄機射出性能,計算流道系統所需之尺寸;最後將計算之尺寸參數,經介面輸入SolidWorks繪圖軟體,以繪出流道系統的3D模型。該技術係將設計自動化的過程,以程式方式呈現給業者使用,程式名稱為"GatePro"。因此,利用本開發之壓鑄模具流道設計自動化方法,僅需輸入壓鑄件實體圖形、壓鑄機的性能參數和壓鑄合金的物理性質,即可快速地自動建構完成該壓鑄件所需之流道系統3D模型。建構好的3D模型不僅提供模具製作所需之幾何資料外,亦可提供給CAE人員進行模流分析,以確認流道系統之適切性,必要時,再做適當的調整;同時壓鑄生產的壓鑄機最佳化設定參數也一併提供給壓鑄生產的操作人員,以達省時、省力、省錯的設計理念,並對少量多樣的生產模式做出快速的反應。
科學突破性 本校與NADCA的流道設計均依PQ2原理,含澆口、流道和給料等設計。惟NADCA的設計資料須藉著人為方式進行傳遞,完成一個案例的流道系統3D模型設計需要一天以上的時間。而本校的自動化設計技術─\"GatePro\",係系統內部自行傳遞,其完成一個流道系統的3D模型僅需2-3小時,節省約85%的時間。
產業應用性 已開發完善的流道系統設計自動化技術─\"GatePro\"及後續衍生的相關技術,例如低含氣量壓鑄技術、低速多段射出曲線設定技術、壓鑄AI化技術等,持續技轉給國內數家壓鑄工廠。其它鑄造相關製程亦可參考此模式,導入鑄造方案自動化設計技術和AI技術,協助傳統鑄造產業轉型,期待鑄造業的產值早日突破千億的障礙。