目前，無(wú)論從廣度上講，還是從深度上講，鑄造計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)以前所未有的速度融入鑄造生產(chǎn)的各個(gè)方面。

華中科技大學(xué)材料成形與模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授/博士生導(dǎo)師 周建新

鑄造過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)（CAE）經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展歷程，從簡(jiǎn)單的二維模擬到復(fù)雜的三維仿真模擬；從單一的考慮到溫度場(chǎng)、流動(dòng)場(chǎng)或應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算發(fā)展到同時(shí)考慮多場(chǎng)耦合計(jì)算；從宏觀尺度深入到多尺度的模擬分析，并預(yù)測(cè)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(kuò)展到定量化的預(yù)測(cè)；從提供單一的CAE模擬分析結(jié)果延伸到提供CAD/CAE、信息化、數(shù)字化集成的整體解決方案，在不同的企業(yè)、不同的鑄件生產(chǎn)中得到成功的應(yīng)用。

目前，凝固、充型、流動(dòng)與傳熱耦合技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)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(zhuǎn)鑄造，覆蓋了幾乎常見的各種鑄造合金?？梢远?半定量地預(yù)測(cè)縮孔、縮松、卷氣、夾雜、澆不足及冷隔等鑄造缺陷。由于鑄造過(guò)程影響因素眾多，為了使模擬仿真結(jié)果更加準(zhǔn)確地描述鑄造過(guò)程，目前學(xué)術(shù)界與鑄造CAE軟件開發(fā)人員圍繞著與鑄造過(guò)程相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究，包括應(yīng)力/應(yīng)變場(chǎng)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(guò)程模擬、射芯過(guò)程模擬、鑄造偏析模擬、鑄造熔煉過(guò)程模擬，以及鑄件熱處理模擬等。

對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，引進(jìn)了一個(gè)合適的鑄造CAE系統(tǒng)僅是開始，如何應(yīng)用好鑄造工藝仿真技術(shù)是涉及到多個(gè)環(huán)節(jié)的綜合性問(wèn)題，應(yīng)從以下幾個(gè)方面把握。

科學(xué)、合理地認(rèn)識(shí)CAE技術(shù) 國(guó)內(nèi)外的眾多企業(yè)的實(shí)踐證明，合理地選擇鑄造CAE系統(tǒng)，科學(xué)地使用CAE系統(tǒng)一定會(huì)帶來(lái)應(yīng)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(jì)算分析、結(jié)果評(píng)判、多方案比較。使用者應(yīng)具有較為豐富的工藝經(jīng)驗(yàn)、三維造型能力和計(jì)算機(jī)操作能力。

嚴(yán)格的生產(chǎn)管理制度 鑄造工藝優(yōu)化技術(shù)的每一個(gè)優(yōu)化方案都是在特定的工藝條件下誕生的，優(yōu)化后工藝方案的實(shí)施應(yīng)有制度保證。

與其他技術(shù)的結(jié)合 鑄造CAE技術(shù)與工業(yè)CT（ICT）、3D打印等技術(shù)結(jié)合起來(lái)，效益會(huì)更加突出。

目前，鑄造計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)以前所未有的速度融入鑄造生產(chǎn)的各個(gè)方面，從廣度上講，從單一的鑄造模擬仿真技術(shù)擴(kuò)展到鑄造工藝設(shè)計(jì)、管理集成化與一體化技術(shù)的研究；從深度上講，繼續(xù)探索并完善鑄造各過(guò)程的數(shù)學(xué)模型、數(shù)值算法、材料物性參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)高精度的缺陷定量化預(yù)測(cè)和工藝優(yōu)化，做到工藝優(yōu)化和優(yōu)化的智能化與一體化。這些技術(shù)包括：高精度的缺陷定量化預(yù)測(cè)技術(shù)、熱物性參數(shù)及反求技術(shù)、智能化鑄造工藝設(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)，以及鑄造全過(guò)程模擬仿真及與鑄造數(shù)字化管理技術(shù)的融合等。