模具设计流程与基本构造.ppt

課程名稱:模具設計流程與基本構造,chap1模具設計流程與基本構造chap2板模機構chap3滑塊機構chap4斜梢機構chap5流道系統chap6溫度控制系統chap7頂出機構chap8模具鋼材與應用chap9塑膠材質分析chap10模具檢討注意事項chap11成品設計在模具上應注意事項chap12CAE-MOLD及CAV-RE對於模具開發的應用附錄,課程大綱介紹,1-1模具設計流程1-2基本模具1-3兩板模三板模與熱澆道模具1-3-1兩板模1-3-2三板模1-3-3熱澆道模具1-3-4熱澆道模具的優缺點1-3-5熱澆道模具的經濟性1-3-6絕緣熱澆道模具,Chap.1模具設計流程與基本構造,2-1模仁:母模仁，公模仁2-2模板輔助機構:定位塊，補強柱，排氣,3-1滑塊組:角銷，束塊，滑塊3-2滑塊補強機:壓板，耐磨板,4-1斜梢型式:直接式，二段式，斜銷拆模4-2斜梢4-3強制回位,Chap2板模機構,Chap3滑塊機構,Chap4斜梢機構,5-1前言5-2澆道5-3冷料井(COLDSLAGWELL)5-4流道(RUNNER)5-5澆口5-6澆口平衡與模穴配置5-6-1澆口平衡5-6-2模穴配置6-1前言6-2溫度控制的必要性6-3冷卻水管之分部6-4冷卻迴路的構造與實例,Chap5流道系統,Chap6溫度控制系統,7-1頂出銷種類7-2輔助頂出機構:頂出導桿，KO孔數7-3頂出銷設置位置與其大小7-3-1頂出銷設置地方7-3-2頂出銷大小8-1模具材料的種類和用途8-2模具材料選定基準的主要條件8-2-1耐摩耗性(HPM31.HAP)8-2-2鏡面研磨性(YAG,HPM38,MPM17,HPM50)8-2-3切削加工性(快削性硬化鋼HPM1,HPM2)8-2-4耐蝕用模材PSL,HPM388-2-5其他精密塑膠模材HPM50,YHD50.ZX10,Chap8模具鋼材與應用,Chap7頂出機構,10-1模具開發查核表10-2針孔與成品及水孔的孔置10-3鎖模力與射出容量的關係(參考值)10-4咬花號碼11-1分模面(PartingLine)11-2拔模斜度(draft)11-3肉厚11-4結構加強與變形防止11-5斜銷行程有無阻礙11-6ClearPc技術整理,Chap9塑膠材質分析表,Chap10模具檢討注意事項,Chap11成品設計在模具上應注意事項,Chap.12CAE-Mold及CAV-RE對於模具開發的應用12-1模具開發製作流程12-2實作案例12-3製作流程12-43D外觀比對12-52D機構量測12-5-1A-AB-B剖視圖12-5-2定位量測(A-A剖視圖)12-5-3拔模斜度量測(B-B剖視圖)12-62D輪廓比對12-6-1掃描點資料與2DCAD圖檔之整理、重合12-6-2輪廓比對誤差值12-7從簡化的熔融指數到精確的流變參數一、簡介:熔融指數(MeltIndex)二、塑料黏度特徵曲線預測塑料流變參數三、由塑料黏度特徵曲線預測塑料變參數四、結論五、參考資料,附錄A.模具用語一覽表(一)模具用語一覽表(二)B.Benq塑膠模具開發表單C.開模檢討報告書D.試模報告書E.廠商模具開發評鑑報告F.參考資料,功明工業股份有限公司在職訓練教育,成型製品之設計各項要求一量產月產能、總產能需求、塑膠材料、鋼料配合、進膠配合、精度要求、外觀要求,側澆口,二板,熱澆道,三板,SA型,DA型,SC型,SD型,DB型,DC型,DD型,EA型,EB型,EC型,ED型,SB型,模具型式,星型配置,對稱配置,直線配置,模穴之配置,澆口的型式,潛水澆口,熱澆道,豎澆口,PS*澆口型動有扇型、圓盤、柄型、牛角型、針點、多穴可調澆口等。,熱澆道之種類,單點,有熱流板,閥澆口(進成品),多穴,針點,直豎澆口,針點,大點,小點,多穴,單穴,多穴,小點,大點,溫度控制方式,水溫,油溫,冷卻棒,電熱管,常溫水,冷凍水,空氣,頂出方式,頂出套筒,射梢,脫中板/環,空氣,滑塊處理,兩段頂出,螺紋處理,強制頂出,PS*射梢種類有方梢、圓梢、扁梢、斜梢。,排氣方式,分模面,模芯,透氣栓,透氣入子,射梢,模具處理,熱處理,深冷,電鍍,染黑,鍍鈦,鍍鉻,PS*熱處理種類有氧化、高周波。,倒勾脫模方式,射梢,滑塊,齒輪,油壓缸,強制脫模,模具設計流程基本構造,1-1,A.B板尺寸若為三位數時，僅寫前二位既可。,大水口,功明工業股份有限公司在職訓練教育,1-2基本模座,小水口,功明工業股份有限公司在職訓練教育,1-2基本模座,A.B板尺寸若為三位數，僅寫前二位既可。,MDC,1825,功明工業股份有限公司在職訓練教育,1-2,基本模座,功明工業股份有限公司在職訓練教育,兩板模,功明工業股份有限公司在職訓練教育,三板模,功明工業股份有限公司在職訓練教育,熱澆道,二片構造式模具,三片構造式模具,熱流道模具,功明工業股份有限公司在職訓練教育,模具構造分類,功明工業股份有限公司在職訓練教育,三片式模具(針孔形澆口)之動作,1、優點:(1)注澆道、澆道之損失，尤其是對於無法再粉碎使用之成形品，其效果更大(尤其是強化塑膠場合，其效果大)。(2)沒有因再粉碎樹脂之滲入而使原料不齊、或混入異物。(3)沒有再粉碎以及買賣討價還價等之調合、調整費用。(4)沒有澆道部份之形成，所以節省其成形能量。(5)成形循環變短，其理由如下:(a)因無澆道，因此可縮短可塑化時間及射出時間。(b)因不必考慮澆道之固化時間，所以成形品之固化及冷卻時間短。避厚薄之成形品場合，大成形品而澆道特別粗場合，其效果大。(c)三層板模具而使用針點澆口時，沒有澆道下落確認時間及取出機之取出時間損失。(d)無澆道之壓力損失。(e)比冷澆道方式，可降低模溫。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,熱澆道模具的優缺點,功明工業股份有限公司在職訓練教育,熱澆道模具的優缺點1,1、缺點:(1)歧管中會滯留熔融樹脂，有分解、劣化、變質等危險。(2)澆口設計，沒有冷澆道方式那樣的自由度。(3)開放式澆口場合，為防止澆口有剩留物及有拉絲現象發生，對於成形條件有某種限制，如此成形條件就沒有冷澆方式那樣的自由度。(4)模具價格會高起來。如何將上述無澆道之好處換算成金額，如何將模具價格上昇份量，以多少數量之成形品本端償還問題，有必要在製造模具前充分檢討。(5)熱澆道場合，更換顏色或更換樹脂需要時間，所以有更換顏色或樹脂時，需加以考慮(檢討絕緣澆道)。(6)成形完成時間比冷澆道方式長，因此不適合於模具需時常更換者。,澆口損失(每一個)=,x,冷澆道場合之成形費用,=,=,熱澆道之好處=(1)+(2)-(3)=mrbx10-5+,熱澆道可能採算之最低數量N,=(a2-a1),/,mrb,x,10-5,+,熱澆道場合之成形費用,=,=,功明工業股份有限公司在職訓練教育,熱澆道模具的經濟性,例，n=4,m=15g,r=3%,p=2500(日幣),b=200(日幣)，s1=15sec,s2=10sec,a1=3,000,000(日幣)，a2=3,800,000(日幣)時，熱澆道之好處,15x3x200 x10-5,+,=0.09+0.86=0.95(日幣),模具之回收=,=,熱澆道可能回收之最低數量N,仍將上述例子之生產數與熱澆道好處作成圖形表示的。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,生產性與總成本之關係,熱澆道模具的經濟性,1、優點:(1)構造簡單，模具價格比熱澆道便宜。與三層板構造的針點澆口方式之模具相比，價格卻稍高。(2)澆道部份之樹脂可簡單取出，所以使用需作樹脂更換，顏色更換者。2、缺點:(1)受限於適用樹脂，需有熱安定性之樹脂及固化速度慢之樹脂，所以很適合於PE及PP。AS(苯乙稀AerylStyrene)也有可能，但因固化速度快，所以比PE、PP困難。(2)中止成形時，澆道部份會固化，所以必須拆卸固定模取出固化之澆道部份。,3、設計應注意事項:分佈器之澆道徑為16mm以上至25mm程度，成形循環長者，需將澆道徑加粗，成形品之澆口部份，也有不加熱者，如圖使用魚雷管者較安全，現在差不多採用這種設計較多，魚雷管及澆口部份之設計，完全與熱澆道場合一樣。其次需加以考慮設計者為如何在成形中止，再開始時，如何將固化澆道在短時間內取出。分配器部份在模具上分成2部份，藉鎖模力而模具不分開。射出時模腔內平均壓力會降低到射出壓力之1/21/3，但在分配器可考慮其仍接受全部之射出壓力。如果分佈器之投影面積為Acm2,射出壓力為p(kg/cm2),成形機之鎖模力為P(kg)時，必須滿足A=60mm。(2)鑲入型，適用較小成品如圖(2-1，1),之模仁需高於母模板0.2mm。(3)為模穴深度，C+D=模仁深度，D.=C。,圖2-1,圖2-1.1,功明工業股份有限公司在職訓練教育,板模機構2,2.公模仁:一般必為鑲入型，適用於各種產品，如圖(2-1.2)A為入模穴深度A+B=公模板高度大型模具:BA*1.5如Pancel一般模具:BA如lens等,圖2-1.2,功明工業股份有限公司在職訓練教育,2-2模板輔助機構,1.定位塊:減少模具合模時所產生之誤差，讓錯模及模仁摩擦降至最低(1)規格型:為標準化之產品，其配合斜度為10度(2)自然型:如圖之公模板必為PDS-3級以上之鋼材，其配合斜度視情況發揮使用下列情況者必使用:(A)模穴配置偏心。(B)多處插破。(C)不對稱性滑塊。2.補強助:幫助公模不因射壓而產生變形，其外徑越大及數量越多，模具壽命越長使於中大型模具如PANEL最後便是良好的熱傳導。除此之外，模具加工合乎經濟性，模具製作商當然希望其加工性良好，如某種情況下需具有冷滾齒能力;熱處理的尺寸穩定性也是必要的，表面材質的良好拋光也需要考慮。最後，因需時常於短時間要取得適合不應力的模具，因此不同類型鋼材的尺寸標準也是要求之一。模具材料之選擇是否適當，對模具壽命、加工性、精度等大有影響。其要求內容因模具的構造、使用的成形材料，成形品的機能、外觀、尺寸精度、物性、機能而異，一般為滿足這些因素，模具材料的要求條件如下:(1)容易取得(2)切削加工性良好(3)加工面美觀(4)耐磨耗性大(5)無針孔等內部缺陷(6)熱處理容易，熱變形少特別要求尺寸精度者使用已熱處理的材料或應變少的空冷模具鋼。近年因生產批量大，塑膠用模具也要求淬火，故常後者的材質。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,模具材料的種類和用途,模具材料的種類很多，常用的有下列幾件:(1)一般構造用壓延鋼材(SS)較少用(2)機械構造用碳素鋼(SC,SCK)(3)碳素工具鋼(SK)(4)合金工具鋼(SKS,SKD)(5)軸承用高碳鉻鋼(SUJ)(6)不銹鋼(SUS)(7)鎳鉻鋼(SNC)(8)鎳鉻鉬鋼(SNCM)(9)鉻鉬鋼(SCM)(10)鋁鉻鉬鋼(SACM)(1)、(2)通常鍛造、壓延、抽製狀態使用，(3)(10)通常在退火後使用，茲分述如下:(1)般構造壓鋼材SS41、SS50廉價價而易購得，但質軟多針孔，用於不需強度、硬度之零件，不適於製作型模板。(2)機械構造用碳素鋼S25C、S50C、S55C，廉價而易購得，加工性良好可在鍛造、壓延狀態或正常化、淬火、回火後使用。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,模具材料選定基準的主要條件,一般均依以下原則1.容易取得2.機械加工性良好3.表面性良好4.強度、韌性和耐磨性大5.無針孔和沉澱雜質6.可悍接性7.熱處理容易、熱變形小8.耐熱性好、熱膨脹係數低,功明工業股份有限公司在職訓練教育,耐摩耗性,耐摩耗性是模具材料要求條件中最重要的性質，對於模具壽命、精度保持、溢料去除等的後加工等有相當的影響。耐摩耗性依合金元素的多少，內部應力的有無而有些變化，一般硬度成比例。因此，模具的分模面的硬度增加，可解決耐摩耗問題(有關加入玻璃纖維等的強化塑膠，必需考慮樹脂材料與模具材料的摩耗性)在塑膠中，以玻璃纖維強化的方法有尼龍精密齒輪與IC的塑膠模鑄皆已一般化，而且可以加入金屬纖維成為導電性塑膠，用防護電波千擾，也有與亞鐵鹽磁鐵(ferritemagnet)複合而成的塑膠磁鐵，其用途日益擴大，今後加入各種添加劑的塑膠勢必增加。這些加入添加劑的複合塑膠在成形中最大的問題是複合物質中的各種纖維在模穴內的摩擦，造成的模具摩耗。因此，欲提高模具耐久性，必需使用耐摩性高的模材。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,鏡面研磨性(YAG,HPM38,MPM17,HPM50),其次在射出成模具中最重要的是模具表面、模具的加工面會反映於表面，當要求美麗的塑膠成形品時，模具材料研磨性便成了主要問題。在研磨性方面，模具所要求的性質是:1.無針孔(PINHOLE)2.無擦傷3.非金屬介在物極少4.均一的組織(無偏析等)5.微細的結晶粒度(無粗的組織)6.適當的硬度7.適當的機械性質模具材料的鏡面研磨，必需熟習下列舉的研磨技術。1.必需使用研磨能力高的鑽石膏。氧化鉻與鋁的研磨能力低，使用易讓嵌於模材的研磨膏，則易發生針孔(PINHOLE)2.不均一的研磨力量將發生在橘子皮的表面3.因放電加工，線切割放電加工所發生的變質異常層可用研光方式完全除去。4.精密光學凹凸透鏡用YAG(麻淬火鋼)在精密塑膠模材中最高的鏡面加工性，最適作為光學凹陷透鏡用模材。5.耐蝕、鏡面加工用HPM38具有適合於光盤用鏡面研磨性，而且，不需施予鍍鉻防銹處理，也能保護模具。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,切削加工性(快削性預硬化鋼HPM1,HPM2),塑膠成形用模具，由於對於射出壓力的強度及外觀上的問題點等大部分不得不採用一體彫刻方式，而切削加工性、塑性加工性成了模具製作上的重大因素。從切削加工性來考慮其模具材料的話，最好採用切削時可自由機械加工的低硬度材料，但實際所要求的模具材料，在精密模具中，快削性預硬化模材並不完全使用於主要模穴的嵌入部。但是泛用塑膠用模具一般所使用的S50C，SCM440等的軟質模材應用於精密塑膠模具的模板上(HOLDINGBLOCK)，對於密度的保持，並不耐久。此時，可以使用硬質的HPM1(事先已完成熱處理HRC40)或HPM2(HRC32)作為模板。還有，在精密塑膠模具，數量多且細小的頂出梢的正確設置及嵌入模塊與模板接合面精度的保持是精密塑膠模具的生命，因此型板材質的被削性，加工表面粗度的良好性等，成了很重要的因素。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,耐蝕用模材(PSL,HPM38),成形加工聚氯乙烯、難燃樹脂(溴、氯等的點鹵素系化合物、磷化合)ABS(加硫劑)聚縮醛(甲醛水溶液)低發泡樹脂(氯、一氧化碳物)等的樹脂時，模具經常會受括號內所示的腐蝕氣體影響。從前使用的硬質鍍鉻有(1)對於鹵素系氣體的耐蝕性弱(2)電鍍層會帶有電氣鍍特有針孔或龜裂，由於局部電池作用，促進模材與電鍍層境界部的腐蝕，造成早期鍍鉻層的剝離。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,其它精密塑膠模材,其它精密塑膠模具追求精密紋理加工性(以放電加工面的紋理代替紋理加工時)一般鏡面加工性，加工面的均一性等，可使用HPM50(HRC40)的模材。另外有塑膠磁鐵成形用的非磁性、高硬度模材YHD50(HRC4050)，另外有高速射出循環用，熱傳導率為系模材5倍以上銅合金模材ZX10等。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,退火,功明工業股份有限公司在職訓練教育,鋼材的熱處理及表面處理,正常化為了消除鑄造、鍛造、壓延等高溫熱時產生的組織，使之常態化，並將加工所生之內部應力消除，加熱到變態點AC3或ACM點以上3050C的高溫後，於空氣中冷卻，使用大型構造用鋼，在材料鍛造後，施行是正常化後再加工。,退火是為了使材料軟化，調整結晶組織，除去內部應力，加熱到適當溫度後，徐徐冷卻。目的在調整結晶組織時，在AC3變態點以上約50C的溫度加熱後，進行爐冷灰冷。模具材料處理常用的退火方式如下:(1)製程退火-其目的在除去加工時所致的內部應力。適用於欲淬火的模具零，大多在粗加工或中加工後施行。否則，淬火時會因麻田散鐵變態所生之應力，造成淬裂、翹曲等。即使不淬火的零件，若施行大量重切削加工，不施行此項處理的話，尺寸可能失正或發生變形。(2)球狀化退火-其目的在改變加工性，增加淬火後的韌性，防止淬裂，將鋼中的碳化物變成球狀組織。,鋼材的熱處理及表面處理,淬火是為了將鋼硬化或增加強度，加熱到變態點，通常Ac3變態點以上3050C的高溫度後，在適當的淬火液中急冷。淬火用的冷卻液稱為淬火液，因鋼材而異。碳鋼用淬火液-水或食鹽水特殊鋼用汁火液-油模具零件常用的淬火方法如下:1.普通淬火鋼加熱至變態點以上的溫度後，在水或油中急冷，以獲得麻田鐵組織。此時要防止過熱及氧化脫碳。模具零件肉厚不均時的淬火，會因不均勻加熱所致的溫度差，熱膨脹差、變態差等，造成淬火應變或淬裂。為防止氧化脫碳，宜使用可調整氣體之加熱爐或浴爐。若無法達成氧化脫碳之目的時，則可在被覆淬水用粉製箱中加熱。為避免淬火變形，可加補助鋼材，使淬火零件厚度均勻選用澆火溫度低，算硬性大的空冷淬火鋼為零件材料。2.麻淬火鋼加熱至淬火溫度後，投入高於Ms點的熱沿槽，在沃斯田鐵不開始變態的溫度，保持恒溫，直到內外成一溫度，從熱浴槽中取出，使從沃斯田徐徐變化為麻田散鐵。Ms點的溫度可由下列公式求得:Ms(C)=723-14*Mn%+22*Si%-14.4*Ni%+23.3*Cr%此方法淬火後，常施行回火。被處理鋼內外同時徐徐麻田散變化，不會淬裂淬彎。硬度高。投入Ms正上方溫度的熱浴，保持恒溫的時間如表8-3所示。,淬火,功明工業股份有限公司在職訓練教育,鋼材的熱處理及表面處理1,3.麻回火鋼加熱至淬火溫度後，投入從沃斯田鐵組織開始變成麻田散鐵的溫度與變態終了的溫度之間(Ms點以下的溫度)的熱浴中，長時間保持恒溫，直到變態終了，然後取出前空冷。利用此方法淬火者，淬火應力消除，並可得強韌性。4.回火鋼材在淬火狀態後，一般成硬脆而組織不安定，回火可消除淬火應力，使成安定狀態在A1變態點以下加熱冷卻，即可得適合用途的硬度和韌性。普通的回火是在316C以上的溫度，仗組織麻田散鐵變成糙斑鐵，此時硬度增加但韌性減低，稱為低溫恒火。高碳鋼以回火溫度約200C施行低溫回火時，可消除淬火應力。構造用鋼為了使組織糙斑鐵化，改善強韌性、硬度，可施行500600的高溫回火。高合金或高速鐵，若一次回火達不仁充分效果時，可反覆二次、三次重覆施行，為了改善機械性質時，亦可回火或自動回火，可回火自動化。,麻淬火用淬熱浴保持時間,功明工業股份有限公司在職訓練教育,模具材料的表面處理,所謂的表面處理是指以加熱或化學處理方法，使模具表面某種厚度達到增加硬度的方法。表面處理方法有滲碳淬火、高週波淬火、火焰淬火、氮化處理及鍍金等。1.滲碳淬火低碳鋼或表淬火鋼，如低鎳鋼或鎳鉻鋼等低含碳量的鋼，在適當的滲碳劑中加熱，增加碳含量。滲碳劑中以850900C加熱810小時，則鋼表面起滲碳層約2mm深。滲碳層深度是指鋼表面至硬度HRC50處的距離，此距離稱為有效硬化層深度。滲碳作業後常以淬火處理使滲碳部硬化。不需滲碳部可以鍍銅來防止。2.高週波淬火高週波淬火，是藉高週波感應電流將鋼材表面急去，達淬火溫度的瞬間，停止加熱，再用適當的淬火液急冷。用於零件必須要求強而表耐磨之場合，通常用於含碳0.40.5%的碳鋼，若有可淬火碳含量，碳鋼、合金鋼都有效。使用高週波淬火的模具零件有導銷、回位銷、斜角銷等3.火焰淬火火焰淬火是氧氣、乙快火焰將需要硬化的表面急速加熱至淬火溫度，再以水急冷淬硬。火焰淬火的特色，只將零件外周部淬火硬化，淬火應變少，可用於任何形狀、大小之鋼製品，亦可利用火焰進行退回、回火。火焰淬火有金面同時淬火與移動淬火。全面同時淬火適用於較小的處理面，將全面同時加熱，再將該面冷淬硬，移動淬火用於不能同時硬化處理的大面，依序移動加熱和冷卻而達成淬硬目的。火焰淬火，適用於不易全面淬火的模具之局部淬火，或僅滑動磨擦面之淬火，可增高耐磨耗性延長模具壽命。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,模具材料的表面處理2,5.鍍金鍍金是不將鋼加熱硬化處理，而是以它金屬包覆鋼的表面，增加表面硬度、表面光度，增強耐蝕性等的表面處理方法。(1)鍍硬鉻(鋼材表面形成保護膜)將模具欲鍍金的部分，侵入以無水鉻酸為主體的鍍金液中，通電流，在模具材料表面析出鉻而鍍著，鍍鉻層比普通鍍鉻層厚，約0.010.02mm，硬度Hv9001000。鍍硬鉻之特性如下:(a)加工的鍍鉻面，脫模性極為優秀。(b)耐磨耗性高，不易刮傷。(c)對鹽酸、稀硫酸以外的藥品具有耐蝕性，很安定。(d)鍍鉻過的模具表面所得的成形品有良好的光澤，具有商品價值。(2)無芯解鍍鎳:此法不經電解作用，以化學方法施行鍍著(例如無電解鍍著法)。鍍著經由附著於被處理材上之觸媒劑利用。鎳被還原，行成表面鍍著層。此種鍍著之特性為:(a)不致發生電鍍之鍍層度差。為較為均勻鍍著法。(b)表面不生針孔，光滑而硬。水由熱處理硬度更能上升。鍍層硬度偶而可達Hv500左右，施行熱處理者可上升至Hv800900在左右。(c)密性良好，不易剝離。(d)耐蝕性良好。鍍著而之化學耐蝕性幾與純鎳。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,銅合金,射出成形用模具中所使用的銅合金主要是採用鈹銅。鈹銅合金是銅合金中添加3%以下的鈹與少量的Co、Ni等，與伸展用、鑄造用有很大不同，其特點如下:1.熱傳導佳。2.在溶體化處理狀態下進行加工，再利用硬化處理可得HRC4248的高硬度3.具有相當於鋼的高硬度4.利用壓力鑄造可以製作高精度的雌模。5.利用一個原模型(master)可得多數個同一尺寸的模具。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,鈹銅鑄造用合金的特長與用途,功明工業股份有限公司在職訓練教育,鋁合金-暫用模，速度快,塑膠及橡膠工業不斷尋求替代方法，製程及材料以保持其經濟生產水平。最大興趣有藉模具及原材料性的優點以降低成本的可能性。藉著航空、太空實驗室及同用車輛所衍生的技術，鋁材工業已開發出一種鍛鋁特別適於塑膠及橡膠模具用。這種板材已成功地應於歐洲大陸，特別在德國及義大利，與美國。這種合金細心控制成份範圍於AlZnMgCu內並且製程經嚴格管制。這是一種新合金，但可應用於塑膠及橡膠工業。模具通常的使用溫度可達150至200C於此溫度下的時間使用會使抗拉強度下降20%，由於使用條件的差異，無法訂立出特別高熱抗拉強度。一般而言，於高溫下材料的性能較難預測。在一般用途下，抗壓強度相等於抗拉強度，所有的AlZn合金，其疲勞性均優。與鋼材作直接硬度比較有困難，因為多數鋼材皆經表面硬化或類似的處理，而以洛氏硬度測量，而鋁材皆以勃氏硬度測量。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,鋁合金,1.加工性如AlZnMgCu的高強度合金適於以銑床、磨床、靠模車床、一般車床、拉床等、甚至EDM和光化學法等標準工具機來加工。機械需穩固，並可進行高速作業。它可達到5000次/分切削速率。所採用的刀具一般與鋼材者相同。不過，為了利用此類合金的特性，建議採用具不同刃角，較大切屑斷裂器，及其它切刃心的特殊刀具。由切削AlZuMgCu合金來的切屑較微細，易於排除，不會黏著機器。最好保持切屑互相斷裂。精加工者一開孔，挖穴及刻紋等亦可獲得良好精度與輪廓。利用閃蝕法或光化學法可作壓印。2.表面光度利用手操作或一般的研磨或拋光工具便可獲得高品質的拋光表面。表面光度為3至5m間，且貯存期間也不會惡化。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,8-6塑膠模具工廠保證模具壽命之概況,功明工業股份有限公司在職訓練教育,8-6塑膠模具工廠保證模具壽命之概況2,功明工業股份有限公司在職訓練教育,8-6塑膠模具工廠保證模具壽命之概況3,模具加工流程1.準備材料(模座)2.粗加工和精加工(模座、模仁)3.吊昇螺栓孔(大型模具)4.頂留直角(模座、模仁)5.精加工研磨(模仁)6.水孔頂針加工7.公母模仁加工(銑床、放電、研磨、車床)8.手工加工(鉗工)9.核對模型(模仁組立)10.嵌入導引銷及澆口襯套(模具組立)11.模具合模檢查12.裝配13.模具完成,功明工業股份有限公司在職訓練教育,Chap.9塑膠材質分析表,縮水率一覽表,功明工業股份有限公司在職訓練教育,Chap.9塑膠材質分析表2,塑膠材質分析表,功明工業股份有限公司在職訓練教育,Chap.9塑膠材質分析表3,塑膠材質分析表,功明工業股份有限公司在職訓練教育,10-1模具開發查核表,功明工業股份有限公司在職訓練教育,10-2針孔與成品及水孔的位置,一、頂針與水孔的距離:公模仁平面，頂針的邊緣與水孔邊緣需保持3mm的距離如圖所示,功明工業股份有限公司在職訓練教育,二、頂針與成品的距離:頂針邊緣與成品邊緣需保持0.30.5mm的距離如圖所示,三、頂針與成品肋的距離:頂針邊緣與成品肋邊緣需保持1mm的距離如圖所示,四、水孔與成品的距離:水孔邊緣與成品邊緣需保持10mm的距離如圖示,10-3鎖模力與射出容量的關係(參考值),功明工業股份有限公司在職訓練教育,1盎司=28.35公克換算,功明工業股份有限公司在職訓練教育,10-4咬花號碼,功明工業股份有限公司在職訓練教育,10-4咬花號碼2,功明工業股份有限公司在職訓練教育,Chap11成品設計在模具上應注意事項,11-1分模面(PartingLine):1.不要位於明顯位置及影響形狀2.儘量避免倒勾3.考慮加工容易性4.要同時考慮灌點位置及形式5.避色成品黏於母模6.避免頂出困難11-2拔模斜度(draft):1.任何與開模方向平行的面都要做拔模斜度2.在不影響外觀與配合尺寸下，儘量做大3.咬花深度愈深，拔模角愈大4.例子:(1)外形大面:一般為1度(2)網格:一般為3度或5度，網格面積愈大，拔模斜度愈大(3)縱肋:依肋的深度而定，先端的厚度不要小於0.7mm，根部的厚度不要大於0.5t(4)上下插破要3度以上11-4結構加強與變形防止:1.轉角處作R角，以內R=0.5T，外R=1.5T為原則2.變化肉厚及形狀，以增加強度c.加裝增強肋11-5斜銷行程有無阻礙:考慮變更方向,功明工業股份有限公司在職訓練教育,11-6CLEARPC技術整理,1產品設計注意:(1)前殼設計儘量簡單化，將部份結構儘量做在後殼。(2)PC脫模角放大，要咬花規格的斜度夠否?進料點寬度也要較大(扇形)，均勻肉厚。(3)考慮結合線、減少頂針數量和滑塊、斜梢機構。(4)成品可視面儘量不要有破孔太大或太多孔會造成接合線明顯要昇高模具溫度、成型時間會加長。(5)有類似網狀形狀的成品、成型後比較會接變形與頂出變形，有防止與補強嗎?(6)成品平均肉厚是否平均?厚薄不均比較會造成陰影、縮水變形不平整，成品裡面機構設計上肋螺絲柱或轉角處肉厚比例是否肉厚會造成縮水陰影變形色差。(7)IDStage就要考慮儘量在PL裝頂出塊、減少頂針量考慮頂針位置、結合線位置和入子線的減少，以及內部線材.PCB等的隱藏或美觀，以及鐵件在外觀的美化髮線處理成銘板的效果，Stand鐵件考慮、鍍鋅(較不反光、防鏽)，儘量減少長條散熱孔的方式，用圓孔。2.模具:(1)模具材質:(a)一般亮面:日本大同PDS-5,美國芬可樂P20，德國布魯2316(b)鏡面:日本大同NAK80,美國芬可樂HDMS3840,德國布魯斯M261,瑞典ASSAB-740,760。(2)頂出針:儘量用parting-line頂出，如不得已在頂針做表面做肋輔助頂出或咬花(IDstage就要考慮)(3)逃氣:PC流動性較差，故逃氣溝深做到0.40.6m/m，也不會bur以使逃氣良好，再輔以頂針逃氣道。(4)進料點位置:前殼儘量做在第二外觀面上或有其他配件蓋住掩飾與不影響組裝的位置，考慮側進膠後殼可以直接進膠，但注意逃氣問題。(5)入子(公模)線，在IDStage就要考慮，儘量減少。(6)模具水路設計要非常平均且間隙較一般的還要密，保持模溫平均。(7)合模以耐高溫合模，模具要依據膨脹系數，而事先做預留。(如靠破、導柱)(8)模具儘可能單獨成形，減少滑塊、斜梢之類。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,11-6CLEARPC技術整理2,3.射出(1)料溫:PC較韌料溫從260320,依原料等級不同有差異，須高流動性。烘料溫120，除溼乾燥設備。(2)模溫:80125(GE建議80100)(3)機台選擇:選擇PC專用料管(Htype),若無也要用低壓縮比的小號料管，可較耐磨耗性並減少差的情形(並有逆止閥裝置)。(4)黑點、油污、異色、流痕、結合線位置、Rib易拉白斷角、黑紋流痕、氣泡、Gateblush大小.控制。(不良率1520%、提升成本),CAD模具設計2D模具圖面/3D拆模設計/CAE模流分析CAM細部加工CNC綜合加工/放電加工/線切割模具工程公模仁加工/母模仁加工/模座加工模具修正與組立模具檢討與確認/模具組立/模具修正模具成型射出試模/T1T2試模成品,說明:此為模具製作，公、母模分別製作中，可即時性作比對、分析及確認;降低日後試模時，模具之修改所造成成本及時間之損失。,說明:手機生產為大量製作，由於模具有著壽命的影響，因此模具製作時皆為一次多套發包，所以試模(於MOTOROLA稱之為ON-LINESCANNING)及製程管制(即CP、CPK)分析及確認，將成為日後組立之,CAV品質管制幾何誤差檢測製程能力(CP、CPK)檢測3D曲面誤差比對2D輪廓誤差比對,CAV工程品管幾何誤差分析曲面誤差分析輪廓誤差分析,OK成品/包裝/模具最後修正,功明工業股份有限公司在職訓練教育,12-2實作案例:,樣品:,手機01,功明工業股份有限公司在職訓練教育,功明工業股份有限公司在職訓練教育,12-43D外觀比對,12-43D外觀比對1.將掃描取得點資料。與原始3D圖檔作比對。2.著重於外觀、造型確認。為未來輕、薄、巧、小之趨勢重點，避免爭議。3.運用QualifyPhasefeatures曲面比對模組，將實體模型或曲面，與掃描所得點資料作非幾合性外觀比對。4.可輸出HTML格式報告圖、單點誤差或GO/NOGO判定等詳細分析報告、色塊圖分析報告。,功明工業股份有限公司在職訓練教育,12-52D機構量測,12-52D機構量測1.將掃描所得點群資料作2D剖面，可快速分析、標註出所有機構部份的尺寸。2.可輸入任何掃描系統資料，運用樣板化量測模式可省略50%量測時間。3.逆向工程輔助工具:提供3D產品設計及開發、逆向工程等輔助功能。可快速2D多功尺寸標註，可任意剖視2D圖、立即列印2D平面圖。供設計之用途。4.特殊量測應用:提供解決小R角、拔模角.等特殊量測需要。,12-5-1A-AB-B剖視圖,功明工業股份有限公司在職訓練教育,機構量測,12-5-3拔模斜度量測(B-B剖視圖),12-5-2定位孔量測(A-A剖視圖),功明工業股份有限公司在職訓練教育,12-62D輪廓比對,2D輪廓比對1.運用連續掃描功能，準確定義中心，並將外輪廓及內孔掃描資料，與原始2D圖作輪廓比對。2.另一功能為提供模具模仁等3D掃描應用，共計六種掃描路徑模組，軟體自動補正等功能。12-6-1掃描點資料與2DCAD圖檔之整理、重合,原始CAD圖檔,實際掃瞄資料,將兩資料重合,功明工業股份有限公司在職訓練教育,12-6-2輪廓比對誤差值,功明工業股份有限公司在職訓練教育,功明工業股份有限公司在職訓練教育,12-7從簡化熔融指數到精確的流變參數,資料提供:國立清華大學化學工程所CAE研究室作者:張榮語蔡銘宏林峰賢朱威達摘要塑料的流變性質影響射出成型所需射壓大小、加工特性及其流動行為。對此性質深入了解不僅可掌握其加工特性，同時也是進行準確的電腦輔助工程分析(CAE)所需。目前工業界對塑料流變性質的定量僅以簡化的熔融指數作為參考，然而了得到可信賴的電腦模擬結果，精確的流變參數是必要條件。本文研究主要是在探討如何將一個簡單的熔融指數輔以塑料特性，導入一個合適的流變模式求得流變參數，進而運