前言
百豐科技是專注於一流的模溫與變溫技術之研發的設 備製造企業，有著急冷急熱(RHCM)高光模溫機之明 星產品，從亞洲出發面向全世界。塑膠工業發展至今， 人們對高分子（塑膠）製品的細緻度、輕量、美學、 環保等等的質感，有了更高的要求。因此【高分子製 品的美妝師】是我們對於高光模溫機之應用定位與服 務內容。對於提高產品「顏質」，我們先來概述一下 變溫模溫的行業應用與貢獻。
變模溫工藝對射出行業的良好關係 未來的產品設計方向在高分子塑膠的應用朝著「免噴 塗-高光-無痕」、「輕量化」、「以塑代鋼」、「環 境保護」發展，而這也是各材料廠商與產品設計的四 個發展趨勢與訴求，引發了許多行業思維的改變與新 技術的發展。例如，燃油及電動汽車的輕量化可以增 加能源使用效益、高端白色及掌上型家電增加質感、 手機與電腦資訊產品的輕薄與電器性、塑膠環保回收
利用與海洋保育等等，大大地擴展了射出件的運用空 間。在這些趨勢發展引領下，從材料、模具、射出成 型工藝、裝備發展都面臨不少挑戰，恰好【高精度的 變模溫技術】可以完全參與並解決過程中的難題，因 而成為產品設計到成品生產中不可缺少的科技元素之 一。
• 免噴塗的應用：
消除結合線、提高咬花蝕紋的轉寫 能力；光澤度、提高外觀件的質感；在射出成型工 藝結束後，直接可以拿出漂亮精緻的成型品，達到 完全免噴塗的要求，這是變溫模溫機最常見的基本 應用。（*成型品的表面硬度，可以透過調配合適 的材料配方比率完成。）
• 薄壁射出件的應用：高模溫可以提高塑料在模腔內 的流動性，使塑料填充過程更加容易；均衡模具水 路的設計，速冷過程可以讓薄壁射出件得到均勻冷 卻效果，大幅縮短成型週期且產出不易變型的高良品率之薄壁製品。
• 強固的應用：射出件由於薄型化或以塑膠製品代替金屬的設計需求，為了提高衝擊性、抗拉強度等性 能，所以會在塑料內加入大比例的玻璃纖維、碳纖 維等固體添加物，但這也會帶來浮纖、流動性降低 等問題。透過變模溫的製程，不僅能解決流動不良 所產生的物理性問題，同時也能輕易作出高鏡面製 品，這是變溫模溫機的特色能力。
• 輕量化的應用：變模溫(RHCM)與微細發泡(Mucell) 的結合運用，輕易解決了微細發泡製品表面因氣泡 破孔發白的問題，讓微細發泡製品也可以運用在外 觀產品。兩種工藝的結合除可以得到免噴塗、輕量 化的製品外，同時也解決縮水、變形、表面氣紋等複合難題。
• 金屬質感的應用：在塑膠添加金屬質感粉末，利用 變模溫 (RHCM) 與微細發泡 (Mucell) 的融合技術， 凸顯金屬的美感，可以完全不產生樓痕。在適當的 溫度及壓力下，塑件表面會形成抗刮的硬化層是百 豐科技變模溫控制技術的一項創新特色，解決多年 金屬粉末質感添加劑有結合線及黑紋無法改善的困 難。（*成型品的金屬質感的表現力，材料配方比 率的搭配也是重要因素。）
塑膠加工的基本原理就是塑料從加溫到降溫的循環過 程。在高模溫下，可以減輕射出成型壓力而減少內應 力所引發的產品翹曲變形；快速降低模溫，可以縮減成型週期等等的好處。可變模溫成型工藝的這項發 明，的確為產品設計與高分子加工行業帶來很多的應 用與發展空間。接下來，我們將針對變模溫成型工藝 原理進行介紹，以利後續的深入探討。
變模溫工藝的工作原理
變模溫成型工藝需要一部具有程式控制的先進輔助 設備，如此才能將急冷急熱 (RHCM，Rapid Heating Cycle Molding)的原理轉換成實際作業。變模溫設備 內置高速運算的工業級可程式電腦及高品質感測器， 可接收連接的射出機之指令，完成模具模溫在射出機 生產週期迴圈中所需「快速加熱和快速冷卻」之工藝 條件控制。其工作原理（圖3）說明如下： 1）塑料經射出螺桿加熱加壓後成為熔融狀態。在塑料 注入模具之前，變溫模溫機便向模具水路注入高 溫、高飽和之水蒸汽，使模具的溫度迅速上升達到 高分子材料玻璃化轉變溫度(Tg)以上，然後射出 機螺杆才推送熔融塑料進入模穴中。 2）射出完成後，依序打入高壓空氣、冷卻水等使模 具溫度迅速下降到塑料變形的溫度(Td)以下。 3）透過精密控制之變溫模溫機、成型機及其相關周 邊（例如，自動檢測與機器人），在程式同步控制 之下，可產出沒有結合線、表面高潔光亮的製品； 若模具表面有咬花蝕紋或拉絲處理等工藝，產品紋理會更加的清晰美觀。
整合虛實智慧的變溫模溫機
「智慧感知」是工業智慧系統的基礎，其設計的好壞 直接影響智慧系統的資料分析能力與效率。智慧感知 不單是資料獲取，而是建構在「多資料融合」的資料 環境，使產品生命週期的各類要素資訊被同步採集、 管理與調用。除了帶感測器、數據採集設備、頻寬、 資料庫等基本條件保障外，應採集哪些資訊和該如何 採集資訊、資料安全和資料品質等才是決定資料可用性的因素。
「多軸同步物聯網技術」
與工業4.0接軌 智慧射出之「多軸同步物聯網技術」是以射出機及模 具為軸線，利用物聯與邊緣計算的軟硬體整合所發展 之創新技術，主要目的是自動地與其周邊所有之輔助 裝備的智慧互動。例如，變溫模溫機的蒸汽、空氣及 水是隨著射出機與模具從開模、頂出、閉模、射出、 保壓及冷卻的工序依序循環來進行狀態切換，變溫模 溫機與射出機、模具之工序有其物理對應的轉換點。 我們把成型週期時間軸稱之為「主軸」，射出機與模 具為第一軸、熱流道為第二軸、送料機為第三軸等， 以成型週期為主軸並和其他周邊裝備的時間軸同步運 行。換句話說，只要我們設定或調整射出成型機的工藝參數時，其相關物聯之周邊裝備可以自動調整各自 的參數，完全不違和，這也包含了變溫模溫機與其附 屬周邊設備。有了物聯與邊緣計算之軟硬體整合後， 變模溫設備的任何資訊都能與智慧射出工廠之MES 管理系統（如模保易軟體）連接，以便用戶進行自動 化控制、遠端監控、大數據獲取，大幅提升整體工廠 製程與品質的管控能力。
變溫模溫機與模流模擬分析的精確結合
在Moldex3D模流分析軟體的引領下，將變模溫設備 控制參數與模流分析之各項關聯數據打通，運用虛擬 環境使工程師可以在電腦工作上完全掌控變模溫成型 工藝及生產條件設置。透過在3D CAD軟體建模之後， 將變溫模溫機與射出機運用「多軸同步物聯技術」架 構，模擬變溫模溫之蒸汽在模具水路中各種界態的變 化與其射出工藝從射出到成品之物理切換點。透過模 流模擬分析軟體而得出成型過程與調機之精準工藝參 數，提供試模與量產的使用。如此，打開了變模溫工 藝與不同元素應用的黑盒子(black box)，除可避開失 敗風險外，更可提高設備使用效率及產品品質。
設備故障偵測與健康管理 如何對設備健康狀態進行精確定量分析與管控，透過 設備狀態的預測性分析制定合理的維護計畫，防止設備和產品因故障而失效，已成為製造企業降低營運與 維護成本、提高生產良率、保障產品品質和市場綜合 競爭力的重要手段。運用物聯網、傳感器及移動APP 技術作為早期故障診斷與未來失效時間的推斷，主動 啟動設備維護機制，例如，水蒸汽加熱裝置的衰減、 水質過鈣的檢測等，避免設備之能量效率降低和災難 性損壞，嚴重影響產品的產能與品質。
一流的服務與團隊
從專案開發到産出完美塑件的全過程為客戶保駕護航。變模溫工藝應用的成功不只是專業模溫設備的選 用，合理的模具水路設計也是項目成功的關鍵。百豐 科技能為客戶提供產品分析、模流分析、模具設計、 水路加工、射出成型工藝等全方位的輔導與技術支 援，歡迎您的指導。■
聯絡人：百豐科技/徐慶萍 銷售總監
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