传统砂型铸造实训通常依赖于实体车间、物理设备与真实材料。这种模式固然能提供直接的感官体验，但其固有局限性也十分显著。一旦涉及重型机械设备、专用场地及持续的物料消耗，如机械操作、高温金属液浇注等环节也可能对学员安全构成威胁。
同时，教学过程受限于设备台套数与生产周期，学员人均实操时间严重不足，难以实现个性化、重复性的深度训练。
因此，引入砂型铸造虚拟仿真实训，通过数字化手段构建一个前置的、强化的、可深度解析的认知与技能训练层，利用砂型铸造虚拟仿真实训平台能够有效弥补传统实训的短板，形成“虚实结合、以虚促实”的新型教学范式。
1. 平台整体架构与技术特色
砂型铸造虚拟仿真实训平台以专业工程软件为开发基础，集成三维建模、物理引擎、人机交互等先进技术，构建了一个完整的数字化砂型铸造车间。平台以“还原工艺本质、注重交互实操、强化过程分析”为核心设计原则。在视觉呈现上，采用高精度三维模型，对车间布局、生产线结构、设备外观及内部关键部件进行真实还原。在交互逻辑上，严格遵循实际生产工艺流程，设计符合工程规范的操作步骤。
砂型铸造虚拟仿真实训平台突出体现沉浸感与交互性。借助主流的VR或MR显示设备，学员能够以第一人称视角进入虚拟车间，通过手持交互设备，模拟完成从工艺准备到产品检测的各个环节操作。系统会实时响应操作指令，并通过物理引擎模拟材料状态变化、设备运行现象及产品质量反馈，使学员的操作行为能够产生符合现实逻辑的直观结果。
2. 砂型铸造特色课程
2.1 材料处理与型砂制备
课程聚焦于铸造生产的原材料准备环节。系统重点模拟混砂机的结构与工作原理，学员可在虚拟环境中认知不同种类原砂、粘结剂及附加物的特性。学员按照标准作业流程，依次进行加料、设定混碾时间、观察型砂混合均匀度等操作，最终制备出性能合格的型砂与芯砂。通过反复训练，加深对型砂成分、配比与最终性能之间关系的认知。
2.2 造型与制芯工艺实操
课程模拟主流造型机与造芯机的完整作业流程，指导学员逐步完成从造型、紧实到起模的全过程操作。在制芯单元，学员将学习多种造芯工艺方法，并通过操作虚拟设备独立完成砂芯的制备与提取。系统实时监测并记录各项操作的规范性，对关键指标进行自动化评判，从而引导学员精准掌握获得优质型腔与砂芯的核心技术要点。
2.3 工艺分析与清理检验
系统可模拟浇注阶段，支持观察虚拟模具的充型过程。系统可模拟浇注速度过快、断流等不当操作可能导致的铸造缺陷，从而强化学员对工艺规程重要性的认识。
完成虚拟浇注与冷却后，学员可模拟进行落砂、清除浇冒口、表面清理等后处理工作。通过将工艺参数、操作记录等数据进行关联分析，帮助学员建立“工艺过程-产品质量”的闭环因果逻辑，培养其分析与解决工艺问题的能力。
在职业教育和工艺技术快速发展的过程中，以数字化、交互性为核心的砂型铸造虚拟仿真实训平台，是现代工程技术教育发展的必然要求与有力工具。它通过高度仿真的虚拟环境，将复杂的铸造工艺系统、昂贵的生产设备以及完整的生产流程，转化为可及、可操、可析的教学资源。
未来，平台将持续推进建设与深化应用，以巩固学员的理论认知、规范其技能操作、培养其工程思维为核心目标，为锻造高素质复合型铸造技术技能人才、支撑相关产业转型升级发挥长效作用。
