有道是：「若想得知識，臺下十年功；讀者要輕松，請花十分鐘」，來看看Dr. Q接下來連續數個月的系列專欄報告，充實一下金屬注射成形(MIM)產品的知識。專欄內容會盡量把文字縮減，并放入精彩的圖片，最后會在Dr. Q的2023年11月做一個總結。這些產品的內容包含以下：「Part I. 轉軸」、「Part II. 縫紉機配件」、「Part III. 菜刀與指甲刀」、「Part IV. 治具與工具」、「Part V. 奢侈品牌包的扣件與標牌」、「Part VI. 高爾夫球桿頭配件」、「Part VII. 齒輪」。

在1972年MIM工藝發明之后，金屬零件可以被如塑膠注射一樣的制作出來，這引起金屬加工與塑膠制品業的不小震驚與騷動！隨著MIM技術的推廣與時俱進，尤其是最近十年(2012-2022)在移動通訊的電子產品助攻之下，MIM技術和產品能見度大幅提高，且盛況空前。今天要談的對MIM工藝而言是比較大且重的零件──治具(Jig)與工具(Tooling)，利用MIM成型復雜的幾何形狀協助產品在加工或組裝過程的進行，取代治具與工具過去采用鑄造、焊接或大量機械加工的做法，尤其是針對近代智能型手機的生產有重大的貢獻，Dr. Q隨后說明。

 

如圖2所示，Dr. Q因為經常接觸德國品牌 Playmobil玩具人偶并成為它的粉絲（Fans，迷戀的追捧者），此玩具人偶如果能夠經由頭部的拆解，便可以自由地更換包含頭、手臂、身體、中心支架以及腳，進行變更與重新組合增添樂趣。在過去并沒有適當的工具，因此Dr. Q便采用MIM工藝設計了這個「拔頭器」，用來拆解其頭部。這便是一種利用MIM工藝設計日常生活使用工具的范例。

 

圖3便屬于一種夾緊治具，作為智能手機的最終制程──膠合固化的夾緊功能，眾所周知由于智能手機玻璃面板是一片平面或曲面的光滑玻璃，在玻璃的光滑表面無法有任何的緊固機構能夠與其結合，因此利用高科技的透明光學膠作為大面積貼合成為唯一的辦法來固化玻璃面板，這些膠的固化時間必須超過12小時，因此設計金屬治具作為緊固智能手機膠合后的作業成為必要的工具。這些治具本身有許多網格孔洞，除了可以減輕治具的重量之外，在結構上需要很多定位與螺絲孔、觀察孔甚至需要穿透UV（紫外光線），足夠的厚度提供高強度以防止溫度變化導致的變形。

 

如圖4所示的PVD遮蔽治具（由于實物不能展示，僅能采用專利示意圖給各位讀者看），這些作為多數重復性特征、具有復雜且3D造型的工具，經常需要重復的使用在鍍膜或噴漆的場合，每經過數次的作業必須進行表面清潔，例如酸洗、溶劑浸泡、脫漆劑浸泡等，以確保特征不會受到鍍膜或是噴漆加厚而影響實際產品的裝填與遮蔽的效果。因此治具要經過制程與后續清潔的各種應力、溫度等物理作用，并且還可能通過化學藥品的浸泡，采用MIM工藝以不銹鋼制作成為最佳的不二選擇。

 

治具和工具都是為了特殊的工作目的所發明與設計的一種專用器具，必須講究包含物理上的強度、抵抗不變形，溫度變化可以忍受高低溫差，還要接受化學藥劑的清洗、浸泡等，治具和工具本身的特征型狀與其尺寸位置都不能變化，才能提供有效的重復性特征服務人類。有了有如塑膠零件注射成型一樣的設計自由度，MIM工藝提供了設計師們創新的解決方案，包含了許多方面的考量，本次就分享到此，讀者們可以多多參考。

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