軋延 / 穿孔
斜軋穿孔
無縫管製程中心部變形劇烈，是組織不均與內部缺陷的高風險區。
在開模之前，就把缺陷、組織與壽命算清楚
鍛造的成本，大多不是花在「做」，而是花在「重做」—— 模具改了三輪、料耗多一成、熱處理後才發現硬度不均或變形超差。 QForm UK 把材料流動、溫度、負荷、模具受力、 缺陷成因、 相變與硬度、 晶粒度 全部放到開模前計算，讓試模次數與報廢率變成可控的工程參數。
規格表看再多，不如直接看金屬怎麼流、熱怎麼傳、模具怎麼受力。 以下四部影片分別對應本頁四大主題，點擊縮圖即可直接在本頁播放（不點就不載入播放器，保持頁面輕快）。
從終鍛模型面出發，自動生成一整族過渡型面，挑一個就是預鍛模。
跳到 QForm Direct 專區缺陷不是「看起來怪」，而是可以被定位、被解釋、被驗證消除的。
跳到缺陷判斷專區成型階段算出的溫度歷程，正是後續相變與熱處理模擬的輸入條件。
跳到熱處理與相變專區官方案例以機械壓力機連桿鍛造，最後呈現纖維狀組織（流線）結果。
跳到晶粒度與微結構專區影片來源：QForm Group 官方 YouTube 頻道。為加快本頁載入，播放器僅在您點擊後才開始載入。
QForm UK 是自 1991 年持續發展至今的金屬成型設計、模擬與最佳化系統， 涵蓋冷鍛、溫鍛、熱模鍛、自由鍛、軋延、擠型與板材成型， 目前已在超過 50 個國家的鍛造廠、模具廠、大學與研究機構使用， 應用領域包含航太、國防、汽車、能源與鋁擠型產業。
工件與模具的耦合熱機分析，支援黏塑性、彈塑性與熱彈塑性問題， 並可在同一個模型中處理多個模具、多個工件甚至不同材料，含彈簧模與壓料板。
求解器與操作介面獨立但同時運行，複雜模型也能邊算邊看； 網格生成與重新網格化原則上不需人工介入，多核心最佳化讓運算時間可控。
內建變形材料與模具材料、傳動設備、潤滑劑與摩擦模型資料庫， 涵蓋機械／液壓／螺旋壓力機、鍛鎚與旋轉類設備，並以實際生產資料驗證。
工藝驗證在電腦裡做完，實體試模只用來確認，不再用來找問題。
降低成型負荷與變形功、優化預成型分配，減少模具局部高應力與磨耗。
胚料尺寸與飛邊設計可量化比較，少一分料就少一分成本與加工時間。
負荷、扭矩與所需功率先算出來，避免「壓不下去」或「買太大台」。
摺疊、穿流、充填不足在設計階段就看得到，而不是在檢驗站被發現。
可自動套用企業格式產出圖表與表格化報告，直接做為客戶審查文件。
所有模組共用同一套材料與設備資料庫，結果可在「加熱—變形—冷卻—熱處理」之間互相繼承， 不需要在不同軟體之間搬資料。
| 模組 | 適用製程 | 主要解決的問題 |
|---|---|---|
| 通用金屬成型 | 冷／溫／熱模鍛、多工站成型 | 材料流動、溫度場、成型負荷、模具受力、缺陷預測 |
| QForm Direct 本頁重點 | 閉模鍛造之預成型（預鍛）模具設計 | 自動生成預鍛模型面，縮短工藝開發時間、減少鍛打道次 |
| 自由鍛（Open Die） | 大鍛件多道次鍛打、拔長、滾圓 | 道次規劃、心部變形是否足夠、溫度損失控制 |
| 冷成型 | 冷鍛、冷擠、多工程扣件成型 | 高負荷下的模具變形控制與工件尺寸精度 |
| 板材成型 | 深沖、多道次板件成型、液壓成型 | 厚度分佈與薄化、皺褶、回彈後形狀預測 |
| 軋延系列 | 縱軋（搭配 QKaliber 軋程設計）、環軋與輪軋、斜軋、楔橫軋、穿孔 | 軋程設計、充填與咬入穩定性、幾何與組織一致性 |
| 擠型系列 | 鋁／銅型材擠製（搭配 QExDD 模具設計） | 出料速度均勻性、模具變形、焊合線與型材尺寸 |
| 相變 / 熱處理 本頁重點 | 固溶、淬火、回火／時效、退火、多階段處理 | 相組成、硬度與強度、殘留應力、變形與淬裂風險 |
| 晶粒度演變 本頁重點 | 鋼、鎳基、鈦基、鋁基合金之熱機處理 | 再結晶與晶粒成長、ASTM 晶粒號數、組織均勻性 |
提供 API 與使用者自訂副程式，可批次建模、批次比較方案，或串接企業 PLM／報價流程；QForm 12 亦導入機器學習相關功能輔助參數建議。
多語系使用手冊含教學範例與理論說明，並有 QForm Academy、線上研討會與國際學生金屬成型競賽等資源可搭配課程使用。
閉模鍛造的成敗，大半決定在預成型（預鍛）階段。 型面分配不對，終鍛就會出現摺疊、充填不足、負荷暴衝與模具局部早衰。 QForm Direct 是一套具備完整 CAD 功能的預成型模具自動設計系統： 以終鍛模型面為輸入，自動產生接近最佳的一整族過渡型面，工程師從中挑選即可。
從鍛件本體建立、型面生成到預鍛模完成的完整步驟。
概念上類比「靜電場的等位面」。系統以兩個邊界面建立一個體積熱模型： 一個是終鍛模穴型面，另一個是依規則產生、扮演熱源角色的輔助面。 接著由 QForm 的有限元素演算法求解這個體積內的穩態溫度場， 得到一整族等溫面—— 預成型模穴，就是其中一個由工程師挑選的中間等溫面。
溫度場一旦算完，每多產生一個候選型面只需要幾分鐘——這是能真正「比較多方案」而不是「只做一版」的原因。
直接使用已設計完成的終鍛模型面作為初始資料（終鍛模的正確性仍由工程師負責）。
系統求解體積溫度場，一次產生一整族等溫面作為候選過渡型面。
依料量分配、道次數與設備能力，選定作為預成型模穴的中間型面。
內建完整 CAD 功能，可加圓角、孔位等技術性元素，並調整型面平滑化與偏移參數。
3D 模型匯入 QForm UK 模擬驗證，確認是無缺陷工藝後，同一份幾何可直接給 CAM 使用。
憑經驗手繪預鍛型面，模擬後發現不對再回頭改 CAD，一輪就是好幾天。
型面由演算法生成，改方案只是換選一個等溫面，幾分鐘就能再驗證。
只做得出一、兩個版本，很難證明「這是比較好的那一個」。
可量化比較多組型面對負荷、充填與流線的影響，選擇有依據。
經驗綁在個人身上，人一走，工藝就斷。
流程可標準化、可教學、可複製到相似件族群。
CAD 與 CAE 兩套資料，來回轉檔容易出錯。
同一份幾何供模擬與 CAM 共用，減少早期階段的錯誤來源。
QForm Direct 的做法已應用於軸對稱件與複雜形狀件， 也被用於齒扇（gear sector）等零件的製造最佳化； 適用範圍同時涵蓋冷鍛與熱模鍛的閉模鍛件。
型面生成自動化，開發週期從「週」壓縮到「天」的量級。
料量分配更順，不必用多打幾下來補救型面設計。
負荷與變形功降低，模具受力更均勻，局部早衰風險下降。
飛邊與胚料可依模擬結果收斂，直接反映在材料成本上。
模擬的價值不在於畫出漂亮的彩圖，而在於能回答三個問題： 缺陷在哪裡、 為什麼會發生、 改哪裡才會消失。 QForm 把這三件事變成可重複的判讀流程。
以場量找出缺陷的確切位置與發生時機（第幾道次、行程的哪一段）。
回放材料流動與次表面流線，找出是料量分配、圓角、拔模角還是溫度造成。
針對成因修改幾何或製程參數（官方案例即修改模穴中央區域）。
以相同條件重跑，確認缺陷不再出現，並比較負荷與料耗是否同步改善。
| 缺陷 | 在模擬裡怎麼看出來 | 常見成因 | 對策方向 |
|---|---|---|---|
| 摺疊 / 疊層 (Lap) | 次表面流線互相折回、自我接觸；表面節點軌跡出現迴折。 | 預成型料量分配不當、圓角過小、金屬先觸底後回流。 | 調整預鍛型面（可用 QForm Direct 重選等溫面）、放大圓角、改變充填順序。 |
| 穿流 (Flow-through) | 次表面流線顯示金屬越過肋部／台階持續流動，官方案例即以此定位缺陷位置。 | 相鄰區域阻力差異過大，金屬沿著阻力小的路徑「穿過」該區。 | 修改模穴中央區域幾何／阻力分配，再模擬驗證缺陷消失。 |
| 充填不足 | 行程結束時模穴角落仍未接觸；負荷曲線未出現應有的急升段。 | 胚料體積或分配不足、溫度偏低、設備能量不足、飛邊槽設計過鬆。 | 調整胚料與預成型、修飛邊槽、檢討加熱溫度與設備選型。 |
| 表面裂紋 | 表層拉伸應變與應變速率集中，搭配溫度場檢視是否落在低塑性區間。 | 局部過度變形、溫度過低或降溫過快、拔長／輾壓道次過重。 | 分散變形量、調整道次與壓下量、控制模具預熱與潤滑。 |
| 過度薄化 / 皺褶 | 板材成型的厚度分佈圖與薄化率；壓料不足區出現材料堆疊。 | 壓料力與拉伸條件不匹配、沖模圓角與間隙不當。 | 調整壓料條件與道次分配、修改沖模幾何後重新評估風險。 |
| 淬裂 / 熱處理變形 | 相變模組計算的殘留應力、應變與淬裂風險評估。 | 冷卻過急、截面厚薄差異大、相變體積變化與熱應力疊加。 | 改用中斷／階段／噴淋淬火等策略，比較不同冷卻曲線後定案。 |
* 判讀依據以 QForm 官方文件與典型工程實務整理；實際可判讀的項目會依模組授權、材料資料與模型設定而異。
齒形件最怕齒根充填不足與流線被切斷，模擬可在開模前逐齒檢視。
板材成型以厚度與薄化分佈判斷破裂風險，並評估多道次的分配是否合理。
管件與板件液壓成型的三大風險，可一次性量化比較不同壓力曲線。
成型力較傳統鍛造低，但需評估表面裂紋、摺疊與成型不完全的風險。
鍛件做對了，熱處理沒控好，硬度不均、變形超差、甚至淬裂，一樣是報廢。 QForm 的相變（Phase Transformations）模組可模擬固態合金在變形過程與熱處理過程中的相變行為， 並直接輸出相組成、硬度、抗拉強度、殘留應力與變形。
以彈性的溫度歷程與順序設定，模擬固溶保溫階段的組織均質化。
中斷淬火、階段淬火、噴淋淬火、等溫淬火、過冷、餘熱自回火；噴淋淬火另有專屬邊界條件類型。
模擬回火／時效階段的組織與性質變化，用於平衡強度與韌性。
支援退火與複雜的多階段複合熱處理流程，可完整排入製程序列。
工件各位置的相分率，例如淬火後的變韌鐵與麻田散鐵比例；涵蓋加熱與冷卻時的擴散型與麻田散鐵型相變。
官方範例以連桿呈現抗拉強度分佈，以及淬火後的硬度分佈（含相組成對照），可直接對應圖面要求檢視是否達標。
熱處理過程中與結束後的殘留應力與應變，是後續加工變形與疲勞壽命評估的關鍵輸入。
模組會計入相變潛熱與相變體積變化，因此能更準確預測鍛件的最終幾何。
具備淬裂（quenching cracks）預測能力，可在選定冷卻策略前先排除高風險方案。
熱處理不是獨立事件。鍛打次數、停留時間、模具接觸冷卻造成的溫度歷程與變形累積， 就是相變模擬的起始條件。QForm 可在「加熱—變形—冷卻—熱處理」整條流程中繼承結果， 而不是從假設的均溫狀態重新開始。
環件自由鍛：厚大截面的心部與表層溫差，直接決定淬火後的硬度梯度。
熱處理模擬的準確度取決於材料資料。模組提供合金生成助理（Alloy Generation Assistant）， 協助建立各相的性質、相變動力學、潛熱、體積變化係數與平衡相分率等資料； 也可從外部軟體與文獻匯入——官方以 JMatPro 為例， 適用於碳鋼與低合金鋼的資料匯入。
兩個外形完全相同的鍛件，晶粒度差三級，疲勞壽命就是兩個世界。 QForm 的晶粒度演變模組模擬熱機處理過程中的再結晶與晶粒成長， 讓「組織要求」從事後金相抽驗變成事前製程設計。
再結晶動力學採 Kolmogorov-Johnson-Mehl-Avrami（JMAK）方程，模型係數會反映溫度的影響，並可處理循環再結晶。
變形進行中發生的再結晶
變形結束後的停留期間
既有核心於變形後續長大
追蹤高溫停留造成的晶粒成長與組織粗化——加熱時間多五分鐘，晶粒可能就跳一級。
支援 2D 與 3D 模擬，並可在單次計算中由 2D 轉 3D；具備處理器與後處理器兩種操作模式，可在「加熱—變形—冷卻」各階段間繼承結果。
鋼以及鎳基、鈦基、鋁基等合金系統，並可自行新增金屬與合金模型（進階材料資料庫）。
| 各機制體積分率 | 動態 / 靜態 / 亞動態再結晶分別的體積分率 |
| 平均晶粒尺寸 | 各再結晶機制對應的平均晶粒尺寸 |
| 總再結晶體積 | 整體再結晶完成程度 |
| ASTM 晶粒號數 | 可直接對應國際標準的晶粒等級 |
| 組織演變類型與殘留應變 | 判斷該區域是哪一種機制主導 |
| 臨界變形量與初始晶粒 | 每一循環開始前的狀態，含循環次數統計 |
| 製程參考數據 | 變形時間、平均溫度、應變速率、停留時間、晶粒成長持續時間 |
調整應變量、應變速率與道次分配，讓目標區域達到所需的晶粒度與機械性質。 對航太與能源件而言，這一步往往就是客戶規格能不能過的分界線。
選定加熱溫度、保溫時間與加熱時長，避開晶粒異常成長與粗化區間。 少燒一段不必要的保溫，既保住組織，也省下爐子的電費與瓦斯。
無縫管製程中心部變形劇烈，是組織不均與內部缺陷的高風險區。
連續旋轉變形下的應變與溫度累積，決定再結晶是否充分。
冷鍛靠應變硬化取得強度，模具變形控制則決定尺寸精度。
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針對特定難件協同分析，從缺陷診斷、預成型規劃到熱處理條件建議，一起把方案收斂出來。
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