應用CAE與3D列印於船舶推進器鑄件之開發研究

摘　　要

船舶推進器之葉片具有高複雜曲面之幾何特性，其葉片長寬比過高，造成鑄造易出現未流滿之缺陷，且葉片厚薄比過大，容易產生鑄造縮孔之缺陷；傳統推進器鑄件開發採用傳統木模，時程冗長且誤差較大，造成產品開發時程過長且鑄件後處理耗時等問題亟待克服。

本文應用鑄造模流凝固模擬技術與3D列印砂模技術於大尺寸不鏽鋼推進器之開發研究，完成兩種不鏽鋼之鑄造方案設計，並進行鑄造模流與凝固模擬分析探討，以最佳鑄造方案進行砂模設計，經由3D列印系統直接列印砂模並進行澆注，完成不鏽鋼推進器之製作。研究結果顯示:整合應用鑄造CAE與3D列印砂模技術於大尺寸(Ø1000mm*180mm)螺旋槳推進器之開發可以快速確定方案設計並在7天完成鑄件原型，大量縮短鑄件開發時程85%(由原來45天縮短為7天)，完成鑄件外觀無縮孔缺陷，3D列印砂模組合誤差為±2.5mm(傳統砂模組合誤差約4~5mm)，提高鑄件品質並縮短鑄件後處理之時間。
關鍵字：砂模模具、3D列印、快速模具