2. 汽车轮圈的铸造问题
汽车轮圈的铸造如图3所示，模具总共分为上模、下模以及左右两个模具四个部分组成。由于金属铸造在冷却的过程中会产生收缩，因此在模穴的体积设计需要比原尺寸大，同时也设计缓冲区让融熔液体储存在缓冲区中，在金属冷却收缩时能加以补充。由于汽车轮圈各部分的厚度并不相同，因此在冷却的速度便有快有慢，由Chvorinov’s Rule得知体积较大的地方冷却的速度较慢，这样会产生如上节所述空洞的问题。因此以吹风、喷水雾的方式加速其冷却的速度，设置通气粒让肋这体积较大的部分冷却，逃气沟让在模穴内部的空气能顺沟挤出避免产生气孔。
在汽车铝合金轮圈的铸造所发生的问题有：
(1) 轮圈弯折部位因厚度较大冷却较慢，冷却后产生收缩使得轮圈强度变弱无法通过轮圈弯曲测试。
(2) 虽然可以在模具上设计通气粒、逃气沟以及吹风等方式加速较厚部位铝料的冷却，然而其位置的安排是根据经验来设置，常需要加以修改，而这样则会浪费轮圈当作试验品。
(3) 为补偿铸造时铝料冷却后之收缩，将铝圈的初始模具设计厚一些，待铸造完成后再加以加工除去多余的铝料得到符合设计的轮圈，此法浪费过多的铝料。
综合以上所述如果我们能以CAE软件有效的仿真轮圈在铸造时的状况，包含模拟通气粒、逃气沟以及其它冷却的方式在CAE模型中，即可在实际铸造前先评估修改，这样能缩短制造的时程也能节省制造成本。
3. 铸造分析软件评估
3.1 铸造模流分析软件分析流程
铸造CAE软件分析的流程如图4所示，与一般我们所熟悉的CAE流程大致相同，其中最重要的是热物性数据库的输入。热物性数据库包含各种材料的热物理特性数据，如密度、比热、热传导系数、潜热、固液相线温度、接口热组抗、黏滞系数、表面张力等以及制程参数。热物性数据库的数据直接影响到流动充填分析与凝固热传分析的正确性，因此热物性数据库数据的准确性与数据库中是否有我们所使用的材料便需要加以注意。
3.2 商用铸造模流分析软件
目前商用铸造模流分析的软件并不多见且价格昂贵，其名称、功能与代理商如表1所示。由表1所列之CAE软件中有两大系统，一种系统是针对整个铸造过程由流动充填至凝固热传皆能加以分析与模拟，可充分观察整个铸造过程，帮助设计者能对流道与模具设计加以调整。另一系统则只针对凝固热传部分加以分析，其以模穴已经完全充填为前提进行凝固的分析，因此设计者只能对模具的设计加以调整。然而两者之间的价格差异相当大，因此在选购时必须在功能与价格上作一取舍。
3.3 AFS-3D试用评估
AFS-3D提供10天试用版软件可让使用者先行评估其功能，与一般计算机辅助分析软件的结构相同，分为前处理、求解、后处理三个部分。
AFS-3D前处理的部分可以在其接口建构四种的实体模型，方块、圆柱、空心圆柱以及球型，另外也提供了旋转与挤出的功能。AFS-3D可输入由其它CAD软件如Pro/E、Solid Work所汇出的实体模型STL档案格式，其铸造模型的建构主要也是依赖由外部输入复杂的模型为主，接受度有90%，我们尝试将汽车轮圈的模型以STL的档案格式汇入AFS-3D，其模型的接受度100%如图5所示，并不需要做任何特别的修补。AFS-3D除了铸件模型汇入也可以汇入模具的实体模型，模型汇入的重点在于铸造模型的各部分如流道、浇注口、缓冲区以及模具等的模型需要分别建构，才能够个别在接下来的边界条件设定中其设定其性质。
铸造模具与模型建立之后需要对其材料性质做设定如图6所示，其中包含铸造材料性质、模具材料性质以及环境温度等各式的边界条件。在这里我们需要对整个铸造模块的各部分做详细的设定，才能得到准确的分析结果。
接着就进行网格化与分析模拟，AFS-3D采自动网格，因此我们只要输入网格元素的数量以及是否要由AFS-3D产生模具，若设计者有设计完成的模具则直接汇入模具的STL model，并加入其性质设定即可。网格之后即可进行凝固模拟分析，图7为一简单模型的仿真分析，由于底部较厚因此在底部设定一初始温度较低的冷铁加速冷却，当冷铁为400oF其凝固时间为3.988分钟，而冷铁初始温度300oF时凝固时间缩短为3.705分钟凝固时间下降7.1％。说明可以在设计不同的模具材料性质，来帮助设计者设计完善的铸造模具系统。
