散熱片鋁擠分流模：依論文圖面重建的擠型模（3 軸）

原始來源: T.-T. Truong（Hung Yen University of Technology and Education；國立高雄科技大學）、Q.-C. Hsu（國立高雄科技大學機械工程系）、V.-C. Tong（Korea Institute of Machinery and Materials）、J.-J. Sheu（國立高雄科技大學模具工程系），A Design Approach of Porthole Die for Flow Balance in Extrusion of Complex Solid Aluminum Heatsink Profile with Large Variable Wall Thickness，Metals 2020, 10, 553（doi:10.3390/met10050553）。
搜尋關鍵字: porthole die heatsink large variable wall thickness Truong Hsu Sheu、met10050553
授權: CC BY 4.0。論文的圖沒有轉載；畫面是 HiNC 依代理的模型繪出，剖面與圖表由代理自己的腳本畫出。
標註: Die and profile geometry after T.-T. Truong, Q.-C. Hsu, V.-C. Tong, J.-J. Sheu, Metals 2020, 10, 553, doi:10.3390/met10050553, CC BY 4.0. Die model and machining set-up by Tech Coordinate's agent.
模具與型材幾何依 Truong、Hsu、Tong、Sheu 的論文（CC BY 4.0）；模具模型與加工設定由超級高科技的代理建立。
關於這個案例: 一顆分上下兩片的分流模，Ø180 mm、高 90 mm，擠出十二片鰭片的鋁散熱片，壁厚從 1.51 到 23.13 mm；論文作者以仿真設計、實際製作，並在 930 噸的擠型機上擠出合格的型材。

故事

論文只有圖面與幾個尺寸，沒有模型。一個 AI 代理從圖上把最後採用的那一版模具量出來（分流孔面積與論文相差 2.3 % 以內），再決定模具廠會銑哪些、哪些交給線切割：分流孔、焊合室、分流橋倒角、沉槽與工作帶背面的空刀用銑的，模孔與工作帶用線切割，不在仿真裡。它用自己寫的 CAM 做出四次裝夾、八支 Fanuc 程式，在第一次播放前寫下通過標準，再透過 Web API 操作 HiNC。

HiNC 裡從接合面看上模：從熱縮刀把伸出 55 mm 的 16 mm 端銑刀正在粗加工第一個分流孔，旁邊是第二個分流孔與焊合室的輪廓 — 上模粗加工播放途中：熱縮刀把上的 16 mm 端銑刀已下到分流孔 1 的一半，毛胚畫的是當下切出的樣子。

HiNC 裡從出口面看下模：3 mm 長頸刀從熱縮刀把伸進出料側的階梯，正在切一條鰭片槽，寬的空刀已經切好 — 鰭片空刀：3 mm 刀的頸部伸到刀把下方 40 mm，刀把始終在出口面上方 7 mm 以上。

代理的模具穿過上下兩片的剖面：上模的分流孔外側壁朝下模張開 7°，兩者之間是頂部有倒角的分流橋；下模有沉槽、鰭片之間的工作帶與空刀，以及出料側第二階 — 代理依論文圖面讀出的模具，穿過分流橋與每一片鰭片剖開：分流孔的外側壁與分流橋頂部的倒角朝相反方向張開，所以上模要從兩面加工；接合面以下是深 5 mm 的沉槽、工作帶與出料側的兩階。

工作帶後方空刀的平面圖（空刀從出口側銑）：型材輪廓外擴 0.75 到 1.7 mm，分成 16 區，依各區留下的工作帶長度由淺藍到深藍，從鰭片尖端的 1.2 mm 到中央塊下方的 24 mm — 從背面做出來的工作帶長度：線切割工作帶後方的空刀分成 16 個深度區來銑，每一區深到留下論文 Fig. 10 中該段的工作帶長度，從鰭片尖端的 1.2 mm 到中央塊下方的 24 mm。

3 mm 長頸刀在兩種鰭片槽裡的刀尖撓曲對每層切深：第 99 百分位數從每層 0.1 mm 時的 106 與 130 µm，降到 0.035 mm 時的 48 與 63 µm，每一點都在事先訂的 30 µm 線之上 — 3 mm 長頸刀在鰭片槽裡，以 0.03125 mm 的網格在只剩兩條槽的小料塊上讀取：即使每層切深降到 0.035 mm，第 99 百分位數的撓曲仍高於代理事先訂的 30 µm。

八支程式各自的時間，代理的估計與 HiNC 的仿真時間並列：每一支都吻合，3 mm 刀在鰭片槽裡要 419.7 分鐘，是其他程式加起來的兩倍多 — 每支程式的時間，代理的估計與 HiNC 的並列：合計 10.1 小時，其中 7.0 小時是 3 mm 刀在鰭片槽裡，正是這些時數讓鰭片空刀交給放電加工。

畫面由 HiNC 依超級高科技的代理照論文圖面建的模具模型繪出，不是作者的 CAD。剖面與圖表由代理自己的腳本，依同一個模型與播放結果畫出。

十個難題中的四個

快移切到鋼料

HiNC 第一次播放就回報 4 次快移切到鋼料，最深 27 mm。原因是層與層之間的快移橫越讓刀刃貼著粗加工壁面走、沒有間隙。代理讓每一次快移都離壁面 1 mm，並在之後每次播放前先用自己的高度場重播檢查每支程式；重播之後一次都沒有。

從一面做不完

分流孔往下模方向張開 7°，分流橋頂部的倒角卻反過來張開，不論從哪一面看，兩者之一都是倒勾。上模因此從接合面加工，只為了兩道倒角翻面一次。

從背面做出來的工作帶長度

工作帶用線切割穿過整片模板，長度卻沿著型材從 1.2 變到 24 mm。背面的空刀分成 16 個深度區，每一區留下該段的工作帶長度；鰭片尖端那一小區比 3 mm 的刀還窄，事先就寫明交給放電加工。

比每層切深還粗的網格

在 0.5 mm 的網格下，HiNC 把 3 mm 刀每層 0.1 mm 的切深看成整層剝除，撓曲讀成 0.44 mm。代理把案例削成只剩兩條鰭片槽的小料塊，用 0.03125 mm 的網格、在同一支程式裡試四種每層切深。

其餘六個，包括一篇論文裡有兩顆模具、來源筆記把擠壓比當成擠壓桿速度、一個建構設定讓播放慢到一秒兩三步，以及代理自己的檢查在 HiNC 播放前抓到的一次 14 mm 直插，都在完整紀錄裡。

結果

四次裝夾以 0.25 mm 把每一行都播完，沒有警報、沒有碰撞；上模與沉槽的銑削面有 99.9–100 % 的點落在模型的 ±0.15 mm 以內。分流孔粗加工用到主軸 11 kW 連續功率的 0.194、刀具降伏應力的 0.14，時間 38.73 分鐘，代理事先估的是 38.68 分鐘。兩片模合計 10.1 小時，其中 7.0 小時是 3 mm 刀在十一條鰭片槽裡；在那裡每層切深 0.1 mm 時刀具撓曲 106–130 µm（0.035 mm 時 48–63 µm），代理事先訂的是 30 µm，而且約 2 % 的空刀面落在比刀還窄的工作帶區裡。依第一次播放前寫好的規則（超過 4 小時就建議放電），鰭片空刀交給放電加工，銑削程式留作評估過的替代方案。有三條標準沒過：刀具撓曲、空刀落在 ±0.15 mm 以內的比例，以及切過模型最深的點（沒有刀具碰過的稜邊 −0.32 mm、空刀 −0.78 mm），完整紀錄照實寫出。四次驗收播放在共用的 32 執行緒伺服器上合計 73 分鐘。這裡的一切都是仿真，沒有切過任何模具。

關鍵數字	意思
10.1 小時	兩片模的仿真加工時間：上模 1.9 小時、下模 8.3 小時，其中 3 mm 刀在鰭片槽裡 7.0 小時；不含換刀、翻面與線切割
1927 / 1663 mm²	模型的分流孔入口面積，論文寫 1960 / 1702 mm²（−1.7 %、−2.3 %）：圖面判讀的核對
4 → 0	HiNC 回報的快移切到鋼料：第一次粗網格播放 4 次、最深 27 mm，驗收時 0 次；沒有碰撞
0.194	分流孔粗加工最高的主軸功率對 11 kW 連續額定的比值；事先寫下的上限是 0.8
100 % / 99.9 % / 100 %	銑削面落在模型 ±0.15 mm 以內的比例：上模從接合面、從入料面，以及沉槽
98.1 %	型材輪廓以外的空刀落在 ±0.15 mm 以內的比例；其餘落在比 3 mm 刀窄、又比鄰區深的工作帶區
106–130 µm	3 mm 長頸刀在只剩兩條槽的小料塊上、每層切深 0.1 mm 時的刀尖撓曲（第 99 百分位數）；事先寫下的上限是 30 µm
4.9 + 2.1 小時	3 mm 刀在鰭片槽裡的 7.0 小時：真正切削 4.9 小時，另 2.1 小時是刀具退出槽、再下來時的空中進給
73 分鐘	四次 0.25 mm 驗收播放在共用的 32 執行緒伺服器上合計的時間

這個案例的 NC 優化 →

帶來了什麼

對加工工程師：在切下任何鋼材之前，HiNC 就確認分流孔粗加工遠在刀具強度與所設通用 BT40 主軸（連續 11 kW）的功率範圍之內，給出每支程式的時間，並指出長頸 3 mm 刀在哪裡不再划算：七小時、十分之一毫米的彎曲，以及它構不到的工作帶區。這正是一般把鰭片空刀交給放電、其餘用銑的選擇背後的證據。
對老師或學生：分流模怎麼在銑削與線切割之間分工、為什麼要從兩面加工、工作帶長度怎麼從背面做出來、為什麼仿真的網格要比要評斷的每層切深細。
對考慮讓代理搭配 HiNC 的人：從論文圖面到兩片模都通過驗收的仿真，模型、CAM 與檢查都是代理自己的；通過標準在第一次播放前寫定，沒有第二個代理重建過這一案。

看完整的案例紀錄：散熱片鋁擠分流模

來源與備份

案例	原始檔	備份
散熱片鋁擠分流模	論文（Metals 2020, 10, 553）	Showcase-Heatsink-PortholeDie.zip

zip 裡有本案的 SOURCE.md，以及 Setup/ 下代理依論文圖面建出模具、寫出程式的腳本，每個值都標明讀取、量測、推得或自選的數值檔，通過標準與驗收結果。出版社 12.8 MB 的論文留在來源處（CC BY 4.0）；網格由腳本重建。

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