射出成型鎖模力的重要性與關鍵要素
前言
隨著全球企業積極推動ESG永續經營，加上電動車產業的迅速崛起，對於輕量化車用零件、複合材料車內飾件與智能光型車燈等塑膠零組件的需求大幅增加。這些零組件設計趨向精密與複雜，加上少量多樣化的市場趨勢，使得射出成型機的性能要求日益嚴苛。特別是在產品品質穩定性與生產效率的雙重要求下，鎖模力的均勻性與精確度成為關鍵影響因素。
圖 1 富強鑫致力於ESG永續發展目標
射出成型與鎖模力的關聯性
射出成型過程中，模具需承受高壓射出，因此適當的鎖模力對於維持模具閉合、避免毛邊與確保產品尺寸精度至關重要，其中最重要的就是鎖模力穩定性與均勻度。鎖模力的大小會影響模具的撐模與排氣行為，合理且穩定的鎖模力不僅能夠維持熔膠充填時的尺寸穩定性，同時也可避免模具損壞；與此同時，四支大柱的鎖模力均勻度直接影響產品品質，若鎖模力分布不均，容易導致模具偏移、毛邊產生，甚至可能導致大柱斷裂與模具損壞，進而造成生產中斷與維修成本上升。
鎖模力偏差的成因
射出成型生產過程中，鎖模力可能因多種因素而產生偏差，主要原因包括：
- 模壁溫度上升：生產過程中熔膠的高溫會經由熱傳導使模壁溫度升高，進而影響鎖模力的穩定性。
- 液壓油黏度變化：液壓系統隨著溫度變化，液壓油黏度會改變，影響鎖模裝置的力道傳遞。
- 大柱疲勞：長時間運作會導致大柱材料疲勞，降低其剛性，造成鎖模力分布不均。
- 環境溫度變化：工廠內部環境溫度變化也會影響機械運作的穩定性。
- 機構摩擦熱與模具熱傳導：機械運作過程產生的摩擦熱與模具本身的熱傳導會進一步影響鎖模力表現。
鎖模力均勻度提升方法
為了確保射出成型產品的品質穩定性，必須改善鎖模力的均勻性與穩定性，可透過以下方式達成：
- 提高模壁剛性：強化模壁結構可降低受力變形，提升鎖模力分布均勻性。然而，一昧地增加模壁厚度來提升剛性只會拖慢機台響應，因此藉由材料選擇以及結構設計來提高模壁剛性才是上策。
- 改良鎖模結構：將傳統內曲肘設計改為外曲肘結構，有助於改善力流分佈，使鎖模力更平均地施加於模具。
- 即時監控與回控系統：透過感測器即時監測四支大柱的鎖模力變化，並自動調整補償，確保鎖模力與設定值一致。
鎖模力設定的影響
鎖模力的設定需依據產品特性與模具設計精準調整。若鎖模力設定過小，模具在高壓射出下容易被撐開，導致產品毛邊（飛邊）問題；反之，若設定過大，會因排氣不良導致成品充填末端燒焦等缺陷，甚至造成模板變形。
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圖 2 鎖模力不佳導致成品缺陷：(a) 毛邊 (b) 燒焦
圖 3 模板形變量分析
此外，機台鎖模結構設計對於鎖模力設定的影響性也有許多不同。以內曲肘射出機為例，由於曲肘鎖點位於模壁外側，力流方向易造成模具外圍壓力大於中心，若鎖模力設定過高，更容易產生模具變形與車壁變形等問題。反觀外曲肘的中心鎖模設計，使鎖模力分布更佳均勻，能夠有效減少毛邊問題，特別適用於老舊模具。
富強鑫SA系列外曲肘射出機的優勢
富強鑫從產品開發開始推行ESG理念，以高性能、高效率及高彈性為策略主軸，開發出SA系列產品，。該系列涵蓋100~3200噸的SA系列外曲肘射出機，經過力流最佳化分析，提升施力均勻度，減少模壁變形量。同時針對模壁設計優化，模盤剛性提升30%，重量減輕11.5%，使機台響應性更高。
SA系列可選配大柱鎖模力自動回饋控制模組，該模組在生產中自動校正調控，無須停機，隨時保持機台最佳效能。此外，此模組具備鎖模力偏差示警功能，當偏差超過風險閾值時，可即時進行大柱故障預警，有效降低停機風險。
SA系列外曲肘射出機搭配大柱鎖模力自動回饋控制模組，是重視鎖模力均勻度的最佳組合，特別適合用於車燈光學產品、保險桿等高長寬比產品，以及多模穴瓶胚產品。
圖 4 SA系列外曲肘射出機
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圖 5 力流最佳化分析 (a) 外曲肘 (b) 內曲肘
圖 6 內外曲肘模板變形量
結論
鎖模力大小及均勻度對於射出成型產品的品質穩定性影響甚深，透過強化模壁剛性、改良鎖模結構與導入即時監控回控系統，可有效提升鎖模力穩定性，避免毛邊、模具損壞與能源浪費等問題。富強鑫SA系列外曲肘射出機，結合自動回饋控制模組，能夠提供穩定且高效的生產環境，協助企業提升產品品質，實現ESG永續經營目標。
外曲肘射出機 (SA系列)
| 介紹 為 FCS 全新發表之外曲肘油壓伺服節能射出機，適用於家用民生、文具、汽車，3C 及家電產業，尤其適合多功能事務機、印表機、電腦等週邊產品零件，其更大的的開模行程亦適用於深桶形產品。鎖模力涵蓋 100~3,200 噸。
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