前言
在金属的热加工成型过程中，精确控制「收缩率」与「温度」是确保成品尺寸精度与品质的两大核心要素。不同的加工方法，其材料从高温恢复至室温时的收缩行为，以及加工过程所需的温度条件，都有天壤之别。了解这些差异，有助于在设计初期就做出正确的决策。
各工法收缩率与温度详解
铸造 (Casting)
铸造法的成品收缩率相对较高，这是因为金属从液态完全凝固到室温，体积变化剧烈，必须在模具设计时预留尺寸余量来补偿。
- 砂模 & 壳型铸造：这两种方法的线性收缩率最高，约在 1.0 – 2.0%。其模具通常在常温下使用，但壳型模具可预热至约 200°C 以改善铸件品质。
- 重力/低压铸造：收缩率约为 0.8 – 1.2%。为确保金属液体顺利填充，模具温度需维持在 200 – 350°C (以铝为例)。
- 高压压铸 (Die Casting)：由于在高压下成形，组织更致密，有效线性收缩率较低，约 0.6 – 0.8%。模具工作温度也相当高，铝压铸模温需控制在 180 – 250°C。
锻造 (Forging)
锻造是体积成形，不讨论线性的收缩率，其尺寸控制主要依赖模具的精度与后段的热处理制程。这是典型的超高温加工，例如钢的热锻，其坯料需加热至 900 – 1200°C，而模具温度则维持在 200 – 300°C。
铝挤型 (Aluminum Extrusion)
铝挤型是在高温下将材料挤出，虽然会发生热胀冷缩，但通常此收缩量已在制程中得到控制，设计时主要是在需要 CNC 二次加工的部位预留余量。挤型是标准的高温制程，其坯料与模具的预热温度需达到 430 – 500°C。
板材/管材成形 (Sheet Metal Forming)
此工艺主要是在常温下进行，不涉及剧烈的温度变化，因此成品收缩率可以忽略。设计上主要考量的是材料的弹性回弹，而非热收缩。
关键概念
- 收缩率 (Shrinkage)：在铸造等热加工艺中，指的是熔融金属从浇注温度冷却到室温后的总体积或线性尺寸的减小百分比。模具的尺寸必须根据这个比率预先放大，才能得到正确尺寸的成品。
- 工艺温度 (Process Temperature)：指在加工过程中，为了使材料达到最佳的可塑性、流动性或发生必要的物理变化，而需要将材料或模具加热到的特定温度。精确的温度控制是确保产品质量稳定一致的基础。
结论
总体而言，凡是涉及将金属从液态或高温固态成形的工艺（如铸造、锻造、挤型），都必须严格考虑收缩率与温度的影响。而以常温加工为主的工艺（如板材成形、CNC），则较少受到热收缩的困扰。根据您产品的精度要求与制造方式，选择相应的参数进行设计，是成功量产的第一步。