普考申論題
114年
[機械工程] 機械製造學概要
第 二 題
二、砂心（sand core）被安置於砂模的模穴內，可製作需有中空特徵的鑄件，請列出砂心應具備的性質，並請詳細說明製作砂心的⑴熱匣法和⑵冷匣法。（25 分）
📝 此題為申論題
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作答本題首先需從『砂心在鑄模內承受高溫金屬液包圍』的嚴苛環境出發，推導出其必須具備耐火、透氣、強度及潰散等物理與機械性質。接著針對製程，比較熱匣法與冷匣法的核心差異（熱能硬化 vs. 化學氣體催化硬化），並依序寫出其製程步驟、黏結劑種類及優缺點，以展現對製造原理的透徹理解。
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【破題】 砂心（Sand Core）主要安置於砂模的模穴內，用於形成鑄件的內孔、凹槽或中空特徵。由於其被高溫金屬熔液包圍，環境極為嚴苛，故需具備優良的物理與機械性質；而其製造工藝（如熱匣法與冷匣法）則直接決定了鑄造的生產效率與尺寸精度。 【論述】
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砂心性質與製造工藝
💡 掌握砂心五大物理性質與熱匣/冷匣法的硬化機制差異。
| 比較維度 | 熱匣法 (Hot-box) | VS | 冷匣法 (Cold-box) |
|---|---|---|---|
| 硬化原理 | 熱能觸發樹脂交聯 | — | 催化氣體化學反應 |
| 芯盒材質 | 必須為耐熱金屬 | — | 木、塑膠、金屬皆可 |
| 尺寸精度 | 高（受熱膨脹微影響） | — | 極高（無熱變形） |
| 主要缺點 | 能源消耗大 | — | 催化劑具毒性、惡臭 |
💬熱匣法依賴熱傳導硬化，冷匣法則是藉由氣體穿透達成瞬間硬化。
