CAE模擬已延伸到集成的整體解決方案

目前，無論從廣度上講，還是從深度上講，鑄造計算機模擬仿真技術以前所未有的速度融入鑄造生產的各個方面。

華中科技大學材料成形與模具技術國家重點實驗室教授/博士生導師 周建新

鑄造過程數值模擬技術（CAE）經過了幾十年的發展歷程，從簡單的二維模擬到復雜的三維仿真模擬；從單一的考慮到溫度場、流動場或應力場計算發展到同時考慮多場耦合計算；從宏觀尺度深入到多尺度的模擬分析，并預測出鑄件微觀的組織與性能；從普通的重力鑄造拓展到熔模、離心、低壓、壓鑄等特種鑄造；從定性的模擬分析逐步擴展到定量化的預測；從提供單一的CAE模擬分析結果延伸到提供CAD/CAE、信息化、數字化集成的整體解決方案，在不同的企業、不同的鑄件生產中得到成功的應用。

目前，凝固、充型、流動與傳熱耦合技術已經廣泛地應用到各種鑄造合金及鑄造方式，如砂型鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造、壓鑄、低壓/差壓鑄造、離心鑄造、傾轉鑄造，覆蓋了幾乎常見的各種鑄造合金。可以定量/半定量地預測縮孔、縮松、卷氣、夾雜、澆不足及冷隔等鑄造缺陷。由于鑄造過程影響因素眾多，為了使模擬仿真結果更加準確地描述鑄造過程，目前學術界與鑄造CAE軟件開發人員圍繞著與鑄造過程相關領域進行研究，包括應力/應變場模擬、組織性能模擬，以及其他方面的模擬，如氣化模模樣生成過程模擬、射芯過程模擬、鑄造偏析模擬、鑄造熔煉過程模擬，以及鑄件熱處理模擬等。

對于企業來說，引進了一個合適的鑄造CAE系統僅是開始，如何應用好鑄造工藝仿真技術是涉及到多個環節的綜合性問題，應從以下幾個方面把握。

科學、合理地認識CAE技術 國內外的眾多企業的實踐證明，合理地選擇鑄造CAE系統，科學地使用CAE系統一定會帶來應有的效益。

合適的使用人員 鑄造CAE仿真分析需要三維造型、計算分析、結果評判、多方案比較。使用者應具有較為豐富的工藝經驗、三維造型能力和計算機操作能力。

嚴格的生產管理制度 鑄造工藝優化技術的每一個優化方案都是在特定的工藝條件下誕生的，優化后工藝方案的實施應有制度保證。

與其他技術的結合 鑄造CAE技術與工業CT（ICT）、3D打印等技術結合起來，效益會更加突出。

目前，鑄造計算機模擬仿真技術以前所未有的速度融入鑄造生產的各個方面，從廣度上講，從單一的鑄造模擬仿真技術擴展到鑄造工藝設計、管理集成化與一體化技術的研究；從深度上講，繼續探索并完善鑄造各過程的數學模型、數值算法、材料物性參數等，實現高精度的缺陷定量化預測和工藝優化，做到工藝優化和優化的智能化與一體化。這些技術包括：高精度的缺陷定量化預測技術、熱物性參數及反求技術、智能化鑄造工藝設計與優化技術，以及鑄造全過程模擬仿真及與鑄造數字化管理技術的融合等。