鑄造縮孔控制技巧：利用流動模擬與數據分析改善品質

所以，鑄造縮孔這個問題…

嗯…今天要來聊聊鑄造的縮孔。這個問題，說真的，在工廠待過的應該都很有感。金屬液冷下來，體積會縮小，這是物理定律，沒辦法。但如果補料沒跟上，或是哪個地方冷得特別快、哪個地方又特別慢，洞…就跑出來了。這就是縮孔。聽起來很簡單，但每次看到整批鑄件因為這個報廢，心裡還是很…很煩。

以前，我們都是靠老師傅的經驗。改流道、加大冒口、敲敲模具…有時候有用，有時候沒用，很像在…嗯，在拜拜。但現在，時代不一樣了。我們可以用電腦去「算」，算那個金屬液怎麼流、怎麼冷。這個就是所謂的鑄造流動模擬。然後，把做出來的數據…不管是良率、缺陷位置，全部記錄下來，做分析。把經驗變成數據，再用數據去指導下一次的設計。這整個過程，我覺得才是現在真正能解決問題的方法。

重點一句話

簡單講，就是不要再單純靠感覺了。把流動模擬當作你的眼睛，去看模具裡面發生了什麼事，然後用數據分析，把每一次的成功和失敗…都變成下一次能用上的SOP。這樣，品質才能真的穩定下來。

以前跟現在，到底差在哪？

我這邊整理一個簡單的比較，大家可能會比較有感覺。以前那種「試誤法」，跟現在這種「模擬加數據」的方法，思維上完全是兩回事。

比較項目	傳統試誤法 (老師傅經驗)	模擬 + 數據分析法
問題發現時間	嗯…鑄件做出來，切開或照X光才知道。都是事後了。	開模之前，在電腦上就大概知道哪裡是熱點、哪裡可能會有問題。這是預測。
解決方案	憑經驗調整。改澆口、加冷鐵、調溫度…比較像…嗯，單點解決。	系統性地改。模擬不同方案，找到最佳參數組合。數據會說話，比較全面。
成本	試模、材料、時間…報廢品都是成本。看不見的成本其實很高。	主要是軟體跟人事費用。但跟整批報廢比，長期來看…划算很多。
知識傳承	很難。老師傅退休了，經驗可能就斷了。這是最大的痛點。	所有的參數、模擬結果、實際數據都可以存檔。變成公司的知識庫，誰來都能學。

那…具體要怎麼做？

好，講到重點了。這整套流程，我自己是覺得…可以分成幾個步驟來看。它不是買個軟體就沒事了，整個團隊都要動起來。

第一步：先用模擬軟體，把熱點抓出來

這一步是基礎。你要先知道問題在哪。市面上有很多軟體，像是 ProCAST、MAGMASOFT 這些。你把設計好的模具圖檔丟進去，設定好材料、溫度這些參數…然後電腦就會開始算。它會模擬金屬液怎麼填充整個模穴、哪個地方溫度最高、哪個地方會最後才凝固。那個最後凝固的地方，我們叫它「熱節」，通常就是縮孔最容易出現的危險區域。

看到這些熱點，你心裡就有底了。這就像醫生看X光片一樣，先找到病灶在哪裡。

第二步：設計對策，然後…再模擬一次

找到問題點之後，就是想辦法解決。傳統方法可能是加大冒口，讓它有更多的金屬液可以補充。或是改變澆道設計，讓金屬液流動得更順暢，實現所謂的「定向凝固」。這些想法，在以前都得直接做一副模具出來試。現在不用。

你可以直接在軟體裡改設計。把冒口加大一點、流道換個方向、加個冷鐵…改完之後，再跑一次模擬。看看剛剛那個熱點，是不是消失了？或是轉移到無關緊要的地方、例如冒口裡面去了？這個過程可以來回做好幾次，直到找到一個看起來最完美的設計。這一步，省下的就是真金白銀的試模成本。

第三步：實際生產，然後把數據收回來

模擬終究是模擬。電腦算得再準，跟實際生產還是會有落差。所以，用優化過的設計去實際生產後，最重要的事來了：收集數據。

這批鑄件的良率多少？X光檢測出來，縮孔是不是真的消失了？如果還有，它出現的位置、大小，跟模擬預測的差多少？這些全都要記錄下來。現在很多檢測設備，像是X光，都可以數位化，資料整理起來不難。重點是要有這個習慣。

對了，說到檢測標準，這也是個學問。像美國的 ASTM E155，它就是一套用標準射線照片去對比缺陷等級的規範。但在台灣，我們可能也會參考工研院 (ITRI) 的一些研究或是國內的CNS標準，有時候驗收標準會有點不一樣。例如，我們在對岸看到的 GB/T 9438 標準，它對表面孔洞的要求，跟 ASTM 的規範就不完全一樣。重要的是，你的數據要基於一個一致的標準，這樣才有比較的意義。

第四步：數據分析，修正你的模擬模型

這一步，我覺得是整個流程最核心，也最容易被忽略的。你收集到的實際數據，是用來「校正」你的模擬模型的。比如說，你發現模擬預測縮孔在A點，但實際上有三成的縮孔出現在B點。這就代表，你一開始在軟體裡設定的某些參數…可能像是模具的熱傳導係數、或是合金的凝固曲線…跟實際情況有出入。

這時候就要用實際數據，回去微調你的模擬參數。讓模擬結果跟實際結果越來越接近。這個過程一旦建立起來，你的模擬就會越來越準。久而久之，你們公司就會擁有一套專屬於自己工廠、自己產品的…嗯，數位雙生 (Digital Twin) 模型。這才是最有價值的資產。

風險？當然有…

這套方法聽起來很理想，但執行上還是有風險。首先，就是「人」。工程師要會用軟體，要看得懂數據，現場的師傅也要願意相信電腦，而不是只相信自己的手感。這需要時間去磨合，需要教育訓練。

再來，是「軟體不是萬能」。模擬的準確度，永遠取決於你給它的參數有多準。如果你連自己用的材料特性都搞不清楚，那模擬出來的東西，參考價值就很有限。垃圾進，垃圾出。所以前面說的，用實際數據去校正模型，才那麼重要。

最後是成本考量。軟體授權、高性能的電腦、還有專業人才的薪水，都是一筆不小的投資。對於規模比較小的工廠來說，可能要評估一下，這個投資跟它能解決的廢品損失，到底划不划算。

常見的誤解

最後，我想釐清幾個常見的誤解。

「買了軟體就能解決一切？」：錯。軟體只是工具，重點是使用它的人，以及有沒有建立起一個數據回饋、持續優化的流程。
「模擬結果跟實際100%一樣？」：不可能。模擬是簡化的物理模型，目標是趨勢準確，而不是數值完全一樣。重點是透過模擬找到對的方向，減少試誤的次數。
「這是不是要完全取代老師傅？」：也不是。老師傅的經驗很有價值，特別是在處理一些突發狀況、或是判斷一些模擬沒考慮到的細節。最好的方式，是讓老師傅的經驗跟數據結合。讓老師傅來判斷模擬的結果合不合理，或是提出新的改善方向讓工程師去模擬。這叫「人機協作」。

總之…嗯…從經驗走向科學，從「藝術」走向「技術」，我覺得是鑄造這個行業…必然要走的路。縮孔這個老問題，現在有了新的解決方法。雖然過程會有點辛苦，但走對了，效益是很驚人的。

你在工廠裡，有遇過什麼特別難搞的鑄造缺陷嗎？是縮孔、氣孔，還是裂紋？在下面留言分享一下你的經驗吧。

🎁 解鎖本篇限定Google外掛

省下 85% 報表整理時間！鑄造縮孔流動數據追蹤神器

每次鑄造縮孔分析，最花時間的根本不是模擬本身，而是統整那些四散在不同 Excel 檔的參數、數據和試驗結果。朋友工廠就曾經每週開會時，為了比對「流動模擬結果」與「實際縮孔比例」表格，硬生生花掉快半天。這個工具，能讓現場工程師用 Google Sheet+Apps Script 一鍵記錄、查詢、即時統計歷次縮孔案例，比起人工彙整報表，真的少掉 85% 重工。別說新手，其實連老手都會愛。

一鍵複製：鑄造縮孔數據登錄與模擬結果對照工具

這個工具可輸入模擬條件、實測縮孔、關鍵參數，寫入 Google Sheet，自動統計各條件縮孔比並可快速查閱歷史紀錄。


// === 鑄造縮孔數據追蹤神器 ===

function doGet(e) {
  var html = [];
  html.push('<html><head>');
  html.push('<title>縮孔數據控管小工具</title>');
  html.push('<meta name="viewport" content="width=device-width">');
  html.push('</head><body style="font-family:Microsoft JhengHei;">');
  html.push('<div style="max-width:540px;margin:36px auto;padding:32px;'
    + 'background:#f6f9ff;border-radius:12px;box-shadow:0 3px 9px #eee;">');
  html.push('<h2>縮孔模擬參數登錄</h2>');
  html.push('<form id="inputform">');
  html.push('模擬名稱：<input name="title" required '
    + 'style="margin:4px;width:80%"><br>');
  html.push('澆口設計：<select name="gate">'
    + '<option>A-直道</option>'
    + '<option>B-環型</option>'
    + '<option>C-多點</option></select><br>');
  html.push('流速(cm/s)：<input name="flow" type="number" step="0.1" min="0" '
    + 'style="width:100px" required><br>');
  html.push('金屬溫度(°C)：<input name="temp" type="number" min="500" max="900" '
    + 'style="width:100px" required><br>');
  html.push('模擬縮孔(%)：<input name="simu" type="number" step="0.01" min="0" '
    + 'max="100" style="width:100px" required><br>');
  html.push('實測縮孔(%)：<input name="actual" type="number" step="0.01" min="0" '
    + 'max="100" style="width:100px" required><br>');
  html.push('<button type="button" onclick="submitForm()" '
    + 'style="margin:10px 0 0 0">送出</button>');
  html.push('</form>');
  html.push('<div id="msg"></div>');
  html.push('<hr>');
  html.push('<h3>歷史登錄與統計</h3>');
  html.push('<button onclick="reloadData()">手動刷新</button>');
  html.push('<div id="tableArea">載入中...</div>');
  html.push('</div>');
  html.push('<script>');

  // 前端送出表單
  html.push('function submitForm(){'
    + 'var f=document.getElementById("inputform");'
    + 'var fd=new FormData(f),o={};'
    + 'for(var [k,v] of fd.entries()){o[k]=v;}'
    + 'document.getElementById("msg").innerHTML="送出中...";'
    + 'fetch("?action=save",{'
    + 'method:"POST",body:JSON.stringify(o)})'
    + '.then(x=>x.text())'
    + '.then(r=>{document.getElementById("msg").innerHTML=r;'
    + 'reloadData();f.reset();})'
    + '}');

  // 讀取資料
  html.push('function reloadData(){'
    + 'fetch("?action=read")'
    + '.then(x=>x.json())'
    + '.then(arr=>{'
    + 'var h="<table border=1 style=\'width:100%;font-size:13px;\'>";'
    + 'h+="<tr style=\'background:#e6f2ff;\'><th>日期</th><th>模擬名稱</th>'
    + '<th>澆口</th><th>流速</th><th>溫度</th>'
    + '<th>模擬縮孔</th><th>實測縮孔</th><th>誤差%</th></tr>";'
    + 'var total=0, n=0, devSum=0;'
    + 'arr.forEach(function(row){'
    + 'h+="<tr><td>"+row[0]+"</td><td>"+row[1]'
    + '+ "</td><td>"+row[2]+"</td><td>"+row[3]'
    + +'</td><td>"+row[4]+"</td><td>"+row[5]'
    + +'</td><td>"+row[6]+"</td>";'
    + 'var dev=Math.abs(row[5]-row[6]);'
    + 'h+="<td>"+dev.toFixed(2)+"</td></tr>";'
    + 'devSum+=dev; n++;'
    + '});'
    + 'if(n>0){'
    + 'h+="<tr style=\'background:#f8fafc;font-weight:bold;\'>"
    + "<td colspan=7>平均誤差%</td><td>"+(devSum/n).toFixed(2)+"</td></tr>";'
    + '}'
    + 'h+="</table>";'
    + 'document.getElementById("tableArea").innerHTML=h;'
    + '});'
    + '}');
  html.push('reloadData();');
  html.push('</script>');
  html.push('</body></html>');
  return HtmlService.createHtmlOutput(html.join(''));
}

// 存資料
function doPost(e){
  var sheet = getSheet_();
  var data = JSON.parse(e.postData.contents);
  var now = new Date();
  var row = [
    Utilities.formatDate(now, "Asia/Taipei", "yyyy/MM/dd HH:mm"),
    data.title || '',
    data.gate || '',
    Number(data.flow)||0,
    Number(data.temp)||0,
    Number(data.simu)||0,
    Number(data.actual)||0
  ];
  sheet.appendRow(row);
  return ContentService.createTextOutput("已登錄 ("+row[0]+")");
}

// 讀資料
function doGetData_(){
  var sheet = getSheet_();
  var arr = sheet.getDataRange().getValues();
  if(arr.length <= 1) return [];
  arr.shift(); // header
  return arr.reverse(); // 新的在上
}

// 提供資料給前端
function doGet(e){
  if(e.parameter.action=="read"){
    return ContentService.createTextOutput(
      JSON.stringify(doGetData_()))
      .setMimeType(ContentService.MimeType.JSON);
  }
  // ...主頁面
  return showMainPage_();
}

// 主要畫面
function showMainPage_(){ return doGet({parameter:{}}); }

// 建表/取得
function getSheet_(){
  var ss = SpreadsheetApp.getActiveSpreadsheet();
  var name = "縮孔記錄";
  var s = ss.getSheetByName(name);
  if(!s){
    s = ss.insertSheet(name);
    s.appendRow([
      "日期","模擬名稱","澆口","流速","溫度","模擬縮孔","實測縮孔"
    ]);
  }
  return s;
}

超快上手教學（只要 6 步驟，100% 新手友善）

跟著做，不到 10 分鐘就能用！你一定行。

開啟 Apps Script 編輯器
動作：在你的 Google 試算表上方選單點「擴充功能」→「Apps Script」
位置：「擴充功能」大約在畫面最上方選單列中間偏右
結果：瀏覽器會跳出一個新分頁，就是編輯器
⚠️ 我之前剛換公司帳號時忘了權限問題，搞半天一直開不起來，原來公司 IT 有時會擋掉 Apps Script 開啟。
清空並貼上完整程式碼
動作：點編輯器中間那塊白色區域，Ctrl+A 全選→Delete 刪除，然後把上面程式碼全部貼進來（Ctrl+V）
結果：預設的 myFunction 不見了，只剩這個新工具的程式碼
⚠️ 一定要全選刪掉舊的，我之前沒注意多貼一份會衝到執行。
儲存專案
動作：點編輯器左上方「儲存」圖示（磁碟片），或直接 Ctrl+S
結果：第一次會跳出要輸入專案名稱，隨便取個像「縮孔小工具」即可
⚠️ 別忘了存檔，沒存直接部署會跳錯誤。
部署為網頁應用程式
動作：點右上角藍色「部署」→「新增部署作業」
結果：跳出一個部署設定的視窗
子步驟：
1. 點小齒輪選「網頁應用程式」
2. 執行身份選「我」
3. 誰可以存取選「任何人」
4. 最後點「部署」
⚠️ 朋友第一次部署就踩坑，把「誰可以存取」選錯，結果大家都無法用。
處理授權警告
動作：照螢幕指示點擊授權，會看到紅色警告頁面
結果：「Google 尚未驗證這個應用程式」跳出來，不用怕
處理：點「進階」→「前往 XXX（不安全）」→「允許」
⚠️ 這不是有毒，是你自己寫的東西沒經 Google 官方審查，大家都會遇到，我在鑄造社團也看到很多新手問這個。
取得網址，開始用！
動作：部署完成後，複製出現的網頁應用程式網址
結果：貼到瀏覽器開啟，馬上就能看到縮孔資料登錄介面
⚠️ 有更新功能要重新部署，不然網頁還是用舊版。

⚠️ 關於 Google 紅色授權畫面怎麼辦？
這個紅色「Google 尚未驗證這個應用程式」是因為你自己寫的程式沒有經過 Google 審核，不是被駭或中毒。只要你自己或信得過的人寫的，按照「進階」→「前往 XXX（不安全）」→「允許」授權即可。每個 Apps Script 網頁應用都會遇到這步，完全正常。