射出成型制品
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-04
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氣體／水輔助射出成型簡介
氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊功能導覽
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊能仿真氣體／水輔助射出成型制程的動態過程，包含塑料熔膠充填階段與氣體／水充填、保壓階段。澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。此外Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊也有優化加工條件，包含充填時間、延遲時間、氣體射出時間、轉換點、熔膠溫度、射壓及氣體壓力多段設定之功能。
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氣體輔助射出成型（GAIM）與水輔助射出成型（WAIM）發展于1970年代以改善產品的表面質量，減少翹曲、成型周期、鎖模力、材料／成本，以及減輕產品重量。其成形過程先將熔膠射入模穴中，待其部分充滿模穴后，再將壓縮的氣體／水通過熱噴嘴射入模穴中(氮氣是常用的氣體)。在氣體/水射出階段時，氣體傾向流入肉厚較厚之區域(阻力較小)使產品中心形成中空。當成型制程完成之后，就會產生重量輕的中空產品。
氣體／水輔助射出成型制程不僅能節省材料／成本，還能減少產品缺陷。由于氣體/水能有效傳遞壓力，提升保壓效果，因此能解決深受保壓階段影響的產品缺陷，包含翹曲與凹痕。此外，因熔膠的使用量較少，也能縮短冷卻時間；因此，氣體輔助射出成型制程所需的成型周期比傳統射出成型更短。
氣體／水輔助射出成型具有許多優點，能克服生產厚度不均的產品之難題。然而，加工條件控制產品質量，制造商所考慮的問題，包含滲透長度、掏空比、翹曲及滲透行為等，可使用CAE分析工具，預見制程問題，減少試誤法消耗的大量時間，進而降低生產成本。
Moldex3D 氣體／水輔助射出成型模塊功能導覽
Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊能仿真氣體／水輔助射出成型制程的動態過程，包含塑料熔膠充填階段與氣體／水充填、保壓階段。澆口位置的設計、流道系統與氣體信道的配置以及塑件肉厚皆能使用此模塊完成，更進一步，能偵測可能產生的成型缺陷，例如：(a) 短射，(b) 不理想的縫合線位置，(c) 包封，(d) 流動不平衡／皮層比，(e) 氣體／水滲透或氣體吹穿，(f) 氣體散射分布。此外Moldex3D氣體／水輔助射出成型模塊也有優化加工條件，包含充填時間、延遲時間、氣體射出時間、轉換點、熔膠溫度、射壓及氣體壓力多段設定之功能。
展開 ，它們大量采用MIM 制品作為智能手機的關鍵機構零組件。其實，早在我出生之前十年（1972 年），MIM 工藝便已經在美國申請了發明專利，申請者是美國Parmar Tech. 公司（目前該公司仍存在），該發明講述以MIM 工藝制作鈮合金作為火箭推進器的后燃氣噴嘴，由于材料耐高溫、質地硬且難以成型，以MIM 工藝成功的完成大量制造的任務，在2011 年起由于手機與智能手機的剛需，MIM 工藝才在誕生至少近40 年才得以出頭天。目前在網上已經有大量的資料說明MIM 工藝的程序，不過我認為邱博修改的歐洲EPMA 的流程圖更為清楚和傳神，如圖1 所示。
圖1：由邱博士修改自EPMA 的MIM 工藝流程圖
其中，主力成型設備是ACMT 協會和ASM 雜志經常提及的射出成型機（射出機、注塑機或稱啤機，早年廣東白話的稱呼）。雖然射出成型是在1945 年二戰之后才開始大量的流行，但因為塑膠原料的進度使射出技術也日新月異的推進，而金屬射出成型自然是藉由射出技術所擴展的，因此了解金屬粉末、高分子聚合物的性質就變得非常重要，正好我在學生生涯的學習都派上用場。
兩個靈魂──喂料與模具MIM 最重要的兩個靈魂在于喂料與模具，而靈魂的連接器就是射出成型機，這是近五年與邱博到處當顧問服務客戶所得到的重要說法，如下說明。
喂料(Feedstock)喂料是由金屬粉末（固體顆粒）與黏結劑（高分子聚合物），這是MIM 工藝采用和塑膠射出工藝一樣的方式，利用砲筒的加熱以溫度改變高分子聚合物的相由固轉液的特性，且此時液相的黏結劑有足夠的黏度能夠攜帶金屬粉末固體均勻的流動并填充到模具的模穴中，來獲得設計過形狀的生坯，最終通過脫脂和燒結獲得金屬的零件。因此，金屬粉末的粒度分布、形狀和面貌與黏結劑成分的比例設計有絕對的關系。
展開 對于熱塑性塑料來說，塑料粒在經過射出機螺桿的塑化與剪切，其塑料分子鏈會被剪斷，黏度性質或流動特性可能產生變化，進而影響塑料產品成型。由目前文獻搜集可得知，學術上的研究發表大多在不同回收料添加比例、配方與制程特性上進行研究與探討，但對于塑膠原料經重復射出→粉碎→再射出，且不加入原塑料材料(Raw material)情形下的回收料之成型特性較少探討。
圖1：循環再利用塑料射出成型實驗流程示意圖
因此，本文章分享塑料在經過多次射出→粉碎→再射出的制程中（如圖1所示），透過在模穴內安裝壓力感測組件，觀察回收塑料射出成型過程熔膠流動長度與充填至模穴之壓力變化，并計算其黏度因子；藉以透過成型信息實時感測（成型信息可視化）方式了解不同回收次數之塑膠成型特性。
另一方面，透過熔融指數試驗機(Melt flow index tester)以及熱示差掃描分析儀(Differential scanning calorimetry, DSC)針對不同粉碎次數之實驗材料進行檢測，觀察塑膠原料回收次數增加后其熔融流動特性與熱性質變化。
最后，透過射出成型實驗進行成型試片機械性質測試觀察，將試片（ASTM D638拉伸試片）進行拉伸測試，藉由拉伸測試結果，并整合模穴壓力變化、黏度因子變化，以及相對應的回收料流動特性與熱性質變化，進行探討。
研究結果與討論
圖2(a)為原材料Raw-PP在多次回收粉碎過程后，進行射出成型實驗并觀察熔膠充填流動特性的變化，圖中顯示隨著回收次數增加，可明顯觀察到Melt flow rate隨回收次數增加而變大，意味著PP分子量隨著回收次數增加而變低，且回收次數到達4次以上時達到飽和。
展開 圖1：影響熔膠質量的因素
影響熔膠質量的因素（圖1）條列如下：
塑化參數：料管溫度、背壓壓力、螺桿轉速、計量時間、螺桿幾何；
機臺特性：穩定性、精密度、重現性、控制法則、機臺剛性、機臺響應；
原料性質：流變性、批次、濕度、溫度；
成型參數：射出壓力/速度、保壓壓力/時間、V/P切換時機。
上述這些因素皆會造成熔膠黏度的變異而導致成型質量的不一致[1]。
由于成型質量易受制程參數的變動所影響，所以適當的參數設定與制程監控對維持制程穩定很重要。
表1：射出成型控制參數階層表
表1為射出成型過程中在塑化、射出、保壓、冷卻四個重要階段的控制參數階層表，決定成型質量的控制參數可分為「機器參數層」、「控制曲線層」、「制程參數層[2]」等三層。
「機器參數層」指射出成型機控制器關于溫度、螺桿轉速/位置、射出速度/壓力、保壓壓力/時間等之運動控制指令設定；「控制曲線層」牽涉機臺實際在壓力、溫度、速度曲線的表現；「制程參數層」指代表熔膠或固化的塑料性質對成型質量的影響，有熔膠溫度高低及均勻性、熔膠黏度、熔膠速度、熔膠密度、熔膠壓力、固化層及內應力等。制程參數層比機器參數層更能決定產品最終的質量，亦即，相較于射出成型機之機器參數及控制曲線的統計制程控制信息，制程參數更適合用于監督質量變異。
傳統上射出成型是一個黑箱的狀態，熔膠在模穴內充填、壓縮、保壓、冷卻過程為不可見，其成型參數的設定需依賴操作人員的經驗。
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為什么使用射出壓縮成型(ICM)模擬?
射出壓縮成型制程結合了射出成型和壓縮成型兩種成型技術。在充填階段，當模具尚未完全閉鎖時，部分塑料注入模穴，鎖模機構開始運轉直到模具完全閉鎖，藉由壓縮模穴表面讓熔膠進入模穴，完成充填。
射出壓縮成型(壓縮模式)
射出壓縮成型制程不僅保留傳統射出成型的優點，還具備其他優勢，例如: 提高微結構轉寫率和縮短流動距離和壁厚比…等等，然而，為了制造出完美的塑件
模具設計者和開發者在高分子射出成型加工制程上，經常遭遇結合線、流紋、凹痕等缺陷，或是加纖塑料件的表面浮纖等成型問題。一般來說，這些問題可藉由提高模具溫度獲得改善，然而，提高模具溫度會導致成型周期時間延長。因此，業界開始應用一項新的成型加工技術-快速模具溫度加熱冷卻成型技(Variotherm)，藉由模具溫度的快速切換，換取制程不同階段所需的溫度。快速模具溫度加熱冷卻成型技術在充填階段迅速提高模具表面溫度
料光學組件由于加工特性帶來的高性價比及可應用性，在光電、3C及汽車等領域被廣泛應用取代傳統玻璃材料，但高肉厚和高厚薄比的極端產品設計應用射出成型制程容易產生噴流、包封、表面凹痕、真空泡等成型缺陷，需要的冷卻時間過長與過大的體積收縮率也導致產品精度與生產效率難以提升。
分層射出是光學產品極端設計的解決方案之一，透過將極端產品設計分解成堆棧的A-B層依序成型，改善高肉厚帶來的成型挑戰。Moldex3D
科盛科技 / 簡錦昌 副總經理
(轉載自繁體版ACMT電子技術月刊No.092)
什么是大語言模型(LLM)？
大語言模型(Large Language Model, LLM)是人工智能領域中一種基于深度學習的技術，它通過處理大量的文本資料來理解、生成和翻譯自然語言。這些模型以龐大的參數規模為特點，并利用了現代神經網絡架構，尤其是變換器(Transformer
(轉載自繁體版ACMT電子技術月刊No.092)
在當今數字化的世界中，人工智能(AI)已成為各行各業的重要驅動力。從日常生活中的語音助手、推薦系統，到醫療診斷、金融分析，AI的應用無處不在。AI不僅提升了生產力，也改變了我們思考和解決問題的方式。同樣的，隨著人工智能技術的進步，AI的應用已逐漸出現在射出成型領域的各個不同階段。
共射成型（或稱三明治射出成型）是在射出成型制程中將數種熔膠（皮層材料與核芯層材料）以間隔依序方式射入模穴中。熔膠將會彼此接觸，但不會流入其中。各種皮層／核芯層材料的組合，包括軟質皮層／硬質核芯層材料、純料皮層／回收料核芯層以及純塑料皮層／強化核芯層材料，被廣泛應用于日用品、汽機車及結構應用。使用共射成型的主要優點為節省成本、廢物利用及產品效能提升。
共射成型制程開始將第一射的材料（皮層材料）以預定的短射體積射入模穴中
大綱
現今鞋業市場之趨勢走向結構輕量化，逢甲大學研究團隊透過Moldex3D的發泡模組（FIM），來探討含氣泡之可回收成型材料（SEBS彈性體）在充填過程中澆口配置的影響及成型壓力的變化。通過模擬和實驗的整合，不但驗證了澆口位置與和厚度變化對泡沫結構和分布的影響，最終結果也顯示采用發泡射出成型，可替代發泡劑減輕10%產品重量。
挑戰
? 研究澆口設計對熔膠流動和成型品質的影響
?
反應射出成型分析(RIM)和傳統的射出成型的制程相似，但所使用的熱固性塑料特性回然不同。成型過程中，熱固性塑料的低黏度讓它很容易充填大型產品，再經過化學交聯后得到優異的機械性質。充填過程的化學硬化交聯反應造成塑料黏度劇烈變化、流體流動和模具熱傳之間的交互作用等因素，為制程控制和優化帶來更多不確定性。然而，熱固性塑料很難回收，潛在問題諸如毛邊、燒焦和冗長成型周期都構成RIM產品與制程開發的主要挑戰。
Moldex3D 產品概覽
Moldex3D是塑料射出成型產業中的計算機輔助工程領導產品。 Moldex3D擁有一流的分析技術，可協助客戶模擬更廣泛的射出成型應用范圍，來優化產品設計和可制造性，以達到縮短上市時間并提高的產品投資回報率。
特色
? CAD嵌入式前處理
? 高級自動3D網格引擎
? 高解析三維網格技術
? 高效能平行運算
Moldex3D 網格
Moldex3D
