■SMART Molding 編輯部
高科大智慧射出成型產學聯盟介紹
面對工業4.0 勾勒的理想境界，產業期待及困惑混雜並存，各家企業無不思考如何在轉變契機中贏得先機，然而對於該全力朝哪一方向發展及如何優化所需智慧技術是模糊待論的。體察時代趨勢給企業帶來的不安及風險，尤其在當今產業環境瞬息萬變、趨勢口號百家爭鳴的時代，國立高雄科技大學射出成型研究團隊基於20 年來在射出成型領域技術發展及研究之能量，於2021 年正式籌組「智慧射出成型產學聯盟」，致力於輔導射出成型產業鏈上中下游企業能因應未來技術需求，協助產業同步升級，形成產業支持系統，以持續保有競爭力。
本聯盟提供三大技術服務主題，射出成型機械、智慧機械以及智慧製造（模具- 成型），可提供技術詳參後述。服務對象分為一般會員、VIP 會員和榮譽會員，服務範疇涵蓋國內外產業市場之技術發展趨勢分析，以電子刊物定期匯報國際研討會及展覽所見技術；邀請國際專家學者來臺演講，加速會員掌握國際脈動及技術發展趨勢；辦理客製化專業課程，提供在職人員進修，提升人員素質；辦理赴國外技術考察團，協助會員深度探索射出成型產業的先進技術，檢視自身營運規劃。本聯盟意圖整合廠商技術優化需求，提出一個簡單有效的全面升級提案，並運用聯盟網絡所持有的資源，讓所有會員獲益其中。
本聯盟朝三大方向進行營運：卓越精進、永續經營、人才加值。研究團隊專家學者憑藉所見，幫助廠商從近處著手優化既有技術，使其從精進中獲得更高效益並追求卓越；協助洞察風潮趨勢的本質，放眼下一步技術發展，並提出技術佈局建議以提升競爭力。我們熱切邀請國內外射出成型產業上中下游優質企業、法人單位、公會及個人加入，深信透過聯盟辦公室媒合，能讓廠商更容易從中找到對的資源。我們期盼投入的各方都能在此平臺受益，取得共贏。預計可為聯盟會員帶來效益：加深人才板凳、技術升級國際化、整合射出成型產業鏈資源、促成跨域合作。
聯盟成員
聯盟發起成員（圖1）有國立高雄科技大學機電工程系黃明賢教授、國立臺東專科學校動力機械科粘世智教授、國立高雄科技大學模具工程系張致遠教授、國立高雄科技大學資管系周棟祥教授、逢甲大學精密系統設計學士學位學程陳建羽教授、國立高雄科技大學機電工程系柯坤呈博士後研究員，發起成員們憑藉著研究能量將可有效推動聯盟運作，為聯盟成員帶來助益。
可提供技術能量
目前機械製造業產以現有精密機械基礎上朝智慧機械發展，具體內容涵蓋機器人、物聯網、大數據、虛實整合系統、感測器等。2011 年德國吹起工業4.0 革命號角，以綜整思考製程的變異因素（能源、原料、人力等），提出智慧製造的概念與實踐方法。亦即，產業透過智慧技術的逐步開發，展開製造生產的嶄新局面，引入人工智慧之後，除了延續製造低成本高良率外，甚至還要能從未來必然的少量多樣訂單樣態中持續獲利。
國內製造產業多數為中小型企業，如何在機臺老舊、員工凋零、新血青黃不接的窘境下生存更是燃眉之急。針對產業所在意的急緩難題，本智慧射出成型聯盟憑藉20 餘年來積累的射出成型專業領域及對於開發前緣技術的研發能力，可協助解決產業眼下即刻的難題，並搶先規劃技術升級的長期研發方案，維持競爭力。研發團隊對於智慧技術中的大數據、虛實整合系統、感測器的運用有獨到見解，我們可提供具體技術涵蓋，射出成型模流分析、智慧化試模、成型曲線優化、AI 品質預測、成型品質監測控、適當鎖模力搜尋、再生塑料應用、節能感應加熱等。可提供技術內容及預期可排除難題逐一分述如下：
1. 智慧化機械
(1) 智慧射出成型機之適當鎖模力搜尋技術（圖2）：
本技術以大柱應變規之感測資訊為基礎，並以自行設計適當鎖模力演算方法以預測在特定製程條件及射出熔膠條件下快速估算適當鎖模力設定條件。本方法可適用於所有射出塑料及射出成型設備，尤其針對高流動性材料更顯本技術應用價值。
圖3：熔膠黏度量測系統示意圖
(2) 以鎖模力感測曲線特徵為基礎之智慧射出成型品質監控技術：本技術透過大柱應變感測器之感測資訊進行特徵萃取，並進行統計分析以獲悉製程變異狀態，進而回饋調整機臺製程參數以維持射出成品品質穩定性及一致性。本技術包含三個子技術：以鎖模力感測資訊為基礎之品質監測技術、以鎖模力感測資訊為基礎之適當射切保時機調整方法、以鎖模力感測資訊為基礎之智慧化品質監控制御技術。本技術具便利性，可有效並大幅提昇產業應用價值。
(3) 智慧射出成型機智慧熔膠品質監測技術（圖3）：由於射出成品品質受熔膠品質變異影響甚大，故本技術透過安裝於射出機及模具之壓力感測器以收集成型歷程壓力資訊，並以不同熔膠品質監測指標探討熔膠品質變異對射出成品品質影響。本技術除可完整解析射出成型過程熔膠品質變化對射出成品品質影響性外，更成功發展線上即時熔膠品質監測技術。
(4) 五點肘節式鎖模單元尺寸最佳化設計分析：本技術利用基本的運動方程式及定義多目標目標函數，應用基因演算法計算最佳的五點式肘節機構設計尺寸，達到要求的機構性能。
2. 智慧化製程
(1) 智慧化試模技術（圖4）：智慧化試模技術：智慧化試模建立在科學試模的基礎之上，進行機械及模內熔膠感測數據之擷取、儲存與分析。與傳統試模相較，智慧化試模由傳統的機械參數調整進化為模內熔膠的成型曲線樣態調整，透過智慧化試模流程可得到一可成型良品之試模曲線，並以此做為將來移機量產及成型監測之基準。
(2) 射出成形曲線之品質優化技術：透過智慧化試模已可將良品之成型曲線產出，作為移機量產之基準，但對量產時成形品質之穩定性則需要進一步的優化，而本技術之優化方法由傳統的參數變動實驗進化為成形曲線之調整，主要透過壓力峰值擾動及V/P 位置成形曲線勻化等兩種方式獲得強健曲線，達到提高產品品質穩定性（良率）之目的。
(3) 塑件品質即時預測技術（圖5）：本技術透過模內熔膠及機械感測數據來解析射出成型過程的模內熔膠狀態，經由智慧化試模標準作業程序獲得合乎品質要求之試模曲線，建立各種成型曲線之特徵指標及預測模型之強度。通過此方法可有效經由品質指標運算來預測當模次塑件之各項品質數據，達到量產時射出塑件品質即時預測即時監控之目的。
圖3：熔膠黏度量測系統示意圖
3. 射出成型關鍵技術
(1) 光學透鏡設計與精密成形：本技術藉由CAE 技術進行光學設計、模具設計及成型參數的優化，以模擬手法取代實際模具試模開發所帶來的成本浪費，並可藉可視化的分析結果觀察各設計參數對於菲涅爾透鏡成品之應力殘留與微結構輪廓誤差結果的影響。
(2) 多層射出成型技術：本技術應用於高厚薄比之高厚度凸透鏡片上，將鏡片分層射出降低射出厚度的方式，可有效降低鏡片的收縮變形與縮短鏡片的冷卻時間。
(3) 模面快速感應加熱技術（大面積模面感應加熱技術、大面積曲形模面快速感應加熱系統）：本技術在閉模前將模具快速升溫，能使充填階段有較高的模具表面溫度，在冷卻階段又快速降低模具溫度，擁有高模面溫度卻能快速冷卻之兩項特點，可被廣泛運用於射出成型製程上。另外針對模面快速加熱之感應線圈進行優化設計，使其具備升溫速率快、均溫性佳與加熱範圍可控制為目標，克服以往感應加熱僅能應用於小型或平面射出成型模具的瓶頸。
4.AI 品質預測技術
(1) AI 幾何品質虛擬全檢技術：本技術提出一種多層感知器(MLP) 神經網絡模型，該模型與品質指標結合在一起，可以對成品的幾何形狀進行快速和自動的預測。本技術開發之具體成就包含：以少量關鍵指標達到全面式品質預測效果、以人工智慧學習關鍵特徵，取代傳統工人智慧，減少人工判讀誤差、以無人化達到幾何品質，減少人力成本支出、以人工智慧品質檢測，可減少物件檢測之時間成品，提高整體效率。
(2) AI 幾何品質數值虛擬預測技術：本技術以模內傳感技術擷取、記錄射出過程之高分子融膠歷程曲線，透過相關性分析、離群值分析和領域知識，發展與質量密切相關的指標參數。進而據以設計良品與不良品間的檢查區域，實際應用中僅需要判斷過渡產品，減少在線判斷的次數，成功為射出成型提出一種有效且實用的尺寸預測方案（圖6），該方案可依少量關鍵指標達到全面式品質數值預測效果。
圖4：智慧化試模之標準作業流程
聯盟服務項目
產學合作案、專利佈局及技術移轉、技術考察團、到廠技術鑑定、到廠輔導諮詢及追蹤、在職培訓課程、專家主題講座。
聯盟聯絡窗口
• 國立高雄科技大學 智慧射出成型產學聯盟 徐珮瑜
專任助理
Tel: (+886)-7-6011000#32284
Mail: peiyu@nkust.edu.tw
• 國立高雄科技大學 機電工程系 黃明賢特聘教授
Tel: (+886)-7-6011000#32219
Mail: mshuang@nkust.edu.tw
圖5：塑件品質即時預測技術 
圖6：尺寸預測之結果
