科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化

ACMT協(xié)會

2023年9月25日 10:18

科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化

作者 ■科盛科技 / 陳姞芳副管理師

前言

傳統(tǒng)的射出成型流程從塑件設(shè)計、模具制造再到現(xiàn)場試模，都是由實(shí)際操作人員或是閱歷豐富的老師傅，以經(jīng)驗法則和試誤方式不斷地進(jìn)行測試作業(yè)及成品缺點(diǎn)改善。然而塑件的幾何圖形為了因應(yīng)設(shè)計變更、少量多樣的需求變得愈趨復(fù)雜，對于塑膠成型品的質(zhì)量、精細(xì)度，甚至是尺寸的要求也越顯嚴(yán)格；而在面對現(xiàn)今日益嚴(yán)重的缺工問題之下，若是持續(xù)仰賴?yán)蠋煾怠F(xiàn)場操作人員等個人過往的經(jīng)驗或感覺進(jìn)行調(diào)機(jī)或相關(guān)生產(chǎn)調(diào)整，往往會導(dǎo)致試模生產(chǎn)的整體時程拉長、射出加工利潤降低，并無法及時滿足客戶多變的要求。

針對這些問題，坊間積極開設(shè)了許多與科學(xué)試模相關(guān)的課程，里頭會教導(dǎo)民眾關(guān)于模具設(shè)計、機(jī)臺操作、材料特性等基本知識觀念，并提倡運(yùn)用科學(xué)的方法來進(jìn)行射出成型加工條件調(diào)整與設(shè)定。不過，雖然大家對于科學(xué)試模的觀念已經(jīng)很普遍，但一般在射出成型過程中所使用的傳統(tǒng)紙本記錄方法，卻仍使得信息無法有效地被保存，且不容易追蹤歷程。

于射出成型數(shù)據(jù)管理平臺中納入科學(xué)試模

科盛科技Moldex3D針對塑膠射出成型推出的數(shù)據(jù)管理平臺──iSLM，提供記錄及匯整模具的相關(guān)設(shè)計與試模的完整開發(fā)流程等功能，并且能將工作歷程中所有的項目數(shù)據(jù)都整合于系統(tǒng)中，再透過數(shù)據(jù)視覺化的呈現(xiàn)，讓整個開發(fā)流程及數(shù)據(jù)一覽無遺。

除此之外，為了讓這些紙本的試模記錄信息得以數(shù)字化保存，將「科學(xué)試模」納入了iSLM的試模管理功能之中，除了利用科學(xué)驗證的方法判斷、調(diào)整射出成型的參數(shù)，進(jìn)而使這些加工條件的設(shè)定數(shù)值，其精確性及完整度得以提升，并最大程度地提高產(chǎn)品質(zhì)量和可制造性；同時也降低了人工輸入資料所帶來的不便，讓現(xiàn)場試模人員能將各項參數(shù)信息完整地記錄于系統(tǒng)上，并將這些重要數(shù)據(jù)以數(shù)字化的方式保存下來。

科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化的圖2

圖1：科盛科技將「科學(xué)試模」導(dǎo)入至iSLM射出成型數(shù)據(jù)管理平臺之中

科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化的圖3

圖2：試模人員于現(xiàn)場將信息記錄于系統(tǒng)平臺上

科學(xué)試模方法

科學(xué)試模方法是利用科學(xué)化的方式根據(jù)機(jī)臺響應(yīng)及其他設(shè)備偵測數(shù)據(jù)，再判斷、調(diào)整進(jìn)而得出該成型參數(shù)優(yōu)化過后的數(shù)據(jù)資料，以合理的設(shè)定技術(shù)推斷射出成型加工過程中各項參數(shù)的最佳化，目的是為了以科學(xué)系統(tǒng)化的方式改善生產(chǎn)制程及提高產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，并降低不良品的發(fā)生率。以下將分別介紹iSLM中科學(xué)試模的實(shí)際應(yīng)用方法。

短射驗證

在塑膠的射出成型過程中，隨著充填階段的進(jìn)行，熔融狀態(tài)的塑料逐漸凝固，且造成密度上升、比容下降，若此時塑料流動性又差的話，就容易使成品不完全、產(chǎn)生短射現(xiàn)象。因此在iSLM的短射驗證中，能讓試模人員記錄計量位置、短射值和充填量百分比的參數(shù)資料，且支援多筆短射的驗證記錄；此外還提供參考數(shù)據(jù)資料，讓試模人員能第一時間先選用CAE所使用的相關(guān)參數(shù)，讓傳統(tǒng)只能選擇一步一步試誤方法的試模人員，得以有個明確的方向，進(jìn)而減少試驗所要花費(fèi)的大量時間和精力。

射出速度驗證

當(dāng)射出速度越快，所需的壓力也會隨之增加；而當(dāng)射出速度過慢，造成的流動阻力也會讓此時的壓力值變大，因此如何找出最適當(dāng)?shù)纳涑鏊俣葏?shù)是相當(dāng)重要的。在iSLM科學(xué)試模的射出速度驗證中，以射出速度和壓力值作為記錄及驗證的兩個項目，讓試模人員得以記錄試模過程中的射速和壓力參數(shù)；此外，根據(jù)這兩個項目所輸入的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動繪制出相對應(yīng)的曲線圖，以便試模人員能依據(jù)此U形壓力曲線圖決定最佳的射出速度參數(shù)。

保壓壓力驗證

而當(dāng)保壓壓力過小，產(chǎn)品的收縮尺寸就會越大；但當(dāng)保壓壓力過大，產(chǎn)品又容易產(chǎn)生毛邊等缺陷，因此在射出加工參數(shù)設(shè)定中找出最合適的保壓壓力值也是極為必要的。在保壓壓力的驗證中，iSLM提供試模人員記錄在特定壓力值之下是否有缺陷的狀況產(chǎn)生，用以輔助驗證流程，并讓試模人員得以迅速排除較不適合的壓力參數(shù)，以快速訂定出最合理的保壓壓力數(shù)值。

科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化的圖4

圖3：iSLM射出速度驗證頁面。系統(tǒng)會根據(jù)數(shù)據(jù)自動匯出圖表

科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化的圖5

圖4：iSLM保壓壓力驗證頁面。以顏色區(qū)分合適&不合適的參數(shù)

澆口固化驗證

當(dāng)澆口固化后，就阻絕了流道與模穴之間的通道，即使在保壓持續(xù)作用下也無法再將熔膠以高壓方式擠入模穴內(nèi)部，因此在澆口固化驗證的頁面中，以保壓時間和物件重量作為記錄的項目，因為當(dāng)保壓時間越長，物件的重量將會持續(xù)增加；但只要澆口固化后，即使保壓時間再長，物件重量就不會再增加，因此就能作為保壓有效時間的重要依據(jù)。此外，iSLM也提供為相同的保壓時間做多次澆口固化（物件重量）的記錄，系統(tǒng)會根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)資料自動計算該保壓參數(shù)的重量平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，并自動繪制出平均值的相關(guān)曲線圖表，以幫助試模人員決定最合適的保壓時間。

冷卻時間驗證

最后，由于冷卻時間不夠的話，容易造成產(chǎn)品收縮變形等問題；而冷卻時間過長的話，整體生產(chǎn)周期又會太長，進(jìn)而造成成本的增加，因此在冷卻時間驗證的頁面中，會幫助試模人員快速訂定出最適當(dāng)?shù)睦鋮s時間。其頁面中除了會有參考資料（需記錄現(xiàn)場實(shí)際計量時間）提供明確的方向之外，也可以在同一個冷卻時間參數(shù)下，記錄多組關(guān)鍵尺寸的驗證；此外，系統(tǒng)也會自動計算出平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，及根據(jù)平均值繪制出對應(yīng)的曲線圖表。

效益&優(yōu)勢

當(dāng)試模人員在記錄各項參數(shù)的同時，可以根據(jù)系統(tǒng)自動生成的圖表和易清楚辨認(rèn)的排列方式提早獲取最符合的加工參數(shù)，在減少所需要耗費(fèi)的時間精力之余，也有助于提早發(fā)現(xiàn)不良原因的問題所在，進(jìn)而立即調(diào)整參數(shù)、縮短額外的處理時間；同樣地，當(dāng)試模人員能提前獲得最佳化的數(shù)據(jù)資料時，也避免了相關(guān)資源和成本的浪費(fèi)；此外，優(yōu)化而精準(zhǔn)的加工流程及參數(shù)更能有效降低不良品的發(fā)生率。

另一方面，傳統(tǒng)的紙本記錄方式從不便閱讀、容易丟失的狀態(tài)中脫胎換骨，試模人員只要將其試模結(jié)果清楚無誤地記述在系統(tǒng)平臺上，就能達(dá)成視覺可視化，而整體歷程也能有效地被保存下來，利于后續(xù)追蹤使用。這些效益對于現(xiàn)場的工廠端來說，無疑能為他們解決目前所遭遇到的各種難題。

科學(xué)試模納入流程，輕松提升數(shù)據(jù)結(jié)果可視化的圖6

圖5：資料數(shù)字化，相較紙本更加容易被保存

結(jié)語

iSLM將科學(xué)試模納進(jìn)試模管理工具之中，不只提供自動繪制圖表、數(shù)據(jù)表格化、支援記錄同參數(shù)的多組數(shù)據(jù)結(jié)果等，還能偵測并記錄射出成型制程中的結(jié)果數(shù)據(jù)，讓成型加工參數(shù)更精確，射出產(chǎn)品質(zhì)量更一致。

此外，一般在產(chǎn)業(yè)上可能沒有提供記錄的項目，在iSLM科學(xué)試模中也予以保留。另一方面，將資料記錄于系統(tǒng)上除了能大幅降低傳統(tǒng)紙本記錄試模過程所帶來的不便之外，還可以將資料數(shù)字化、可視化，并易于保存及比對資料，同時還能提供建議的資料數(shù)值給試模人員。有了科學(xué)試模的輔助，將有效縮短射出加工的生產(chǎn)周期并提升試模信息的完整度，讓射出加工成型逐步走向T0量產(chǎn)的目標(biāo)。