塑胶模具的维护管理要点

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模具维护管理的必要性及重点

即使变动成形品的尺寸等，调整成形条件，在现场仍然经常可以发现「毛边和短射不断出现」的情形，而这正是影响成形品品质的要因(成形压力、热、模具的损耗等)的话，又是暂时可以变更的成形条件时，而无法有所改进。
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) _& ?: W, p. x2 j! }# A维护的原文是「maintain」，(是为维持在最初设定状态下而采取的手段)之意思。
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因此，必须是能考虑到预防维护的设计，而模具虽然是这种设计，但若末进行掌握重点的维护时，自然无法得到当初之效果。

主要的维护位置及项目为:
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% r9 L$ x% P) l; [  N模具PL面
模具的摺动部
% p2 Y! t: x& `+ b7 W5 s% G模穴、蕊面
$ H, `0 J) M% @2 K! @螺栓的松弛
+ H2 p9 ~7 ]! Q+ p" k' i) h' G冷却水孔
8 I1 x8 G! }/ x  V防电热器的断线等

而维护的频度及处理方法，会随树脂的种类、循环周期、模具构造、模具材质、模具温度、制品精度等而有所改变。
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例如，POM(聚醛树脂(polyacetal))般容易产生气体的材料，若不进行PL面气体排沟、模穴蕊的清扫，气体的排出就会较差，成形品就会产生毛边、短射、熔痕、糊斑并产生尺寸变化。

而，PC(聚碳酸脂(Polycarbonate)般硬而脆的材料，容易发生浇口的切断废料，废料会附着在模穴面或PL面上，而成为表面缺陷。
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摺动部(例如引导梢及引导衬套等)若没有油膜，就会产生烧附(毛边)，所以必须涂润滑剂，但润滑剂太多又会飞散，反而对制品品质产生不良影响，应特别注意。
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) @0 P6 I  n4 Z" N* ]6 \7 C0 z' O含难燃材料等级则易产生腐蚀性气体(卤气、氯气)，若不管模穴蕊的腐蚀，就会形成尺寸缺陷及表面缺陷。

' Y# h+ n* d* ?. Y所以，模具的维护程度，通常都会直接影响到成形品的品质，而因为每个制品的重点都不相同，依每一个类似品来建立体制化并进行管理是非常重要的。

连续生产品应定期进行维护，断续生产品则在一个批量生产後一定要进行维护，使其在下一个生产开始时为可使用的初期状态。
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制造现场之模具维护管理概念
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+ I% b1 [4 j; R  ?. ]# B本公司的模具，几乎都是7~40吨等的树脂、淬火模具。因为经常进行淬火，流道有时会挟住制品，但PL面及模穴蕊却不易破损，咬切部份的损耗也就较少。
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7 z' R+ {0 _; u3 J- P/ K维护有日常进行及定期进行，都依照「模具维护作业顺序表」进行，并以「模具检查表」确认并作业後，再将每一个制品项目记载於记录表上。

1 k9 f9 K; b- [8 X" n这个记录是模具的记录，在以後的检查上有很大的帮助。维护上的要点在於，在固定的必要频率及时间下，认真执行。

3 H. F5 M% R7 [( X4 @- I1·因维护而能安定成形的实例
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齿轮振动精度±0.0O5mm的齿轮，发生振动、受损、毛边等不良，一模4穴成形的模具，持续只有1个或2个的成形。起初，是以在现场改变成形条件来处理，问题仍然存在，货仍然交不出去，顾客要求尽快解决问题。当初，由熟练者调整模具，也能顺利进行制品成形，但连续生产後，就陆续重复发生各种问题。
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所以，将模具分解清扫，改善决定位置构造後，决定维护项目中的日常点检项目如下:
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7 F# g0 _7 S8 B& N" s分模(parting)面、流道(runner)面清扫→每日两次。
引导梢、衬套、位置决定梢的给油→每日一次。
+ s  U1 U* x: G; i/ U温调机、乾燥机、制品取出机的点检→每日一次。
) t+ y+ d7 w1 R: O, R) ]成形机上放着检查表，进行维护的维持管理。结果，4个成形的二套模具全部都是良品，一个月的时间就将末交的货全部交情，而且还有充分的库存。
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维护的重点在於，「并非发生事故後立即修护，而是要预防事故的发生」的预防概念。但模具的情形有点不同，有许多事情都是做了以後才会知道。所以在设计阶段时，应针对前述主要项目在设计、尺寸、材质、加工刀法、热处理、表曲处理上多加注意。并依现场回馈的资料来进行修正及规格化。
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2·利用设计及热处理变更来延长寿命的实例

' m3 F' ]- u! Z直径6的POM凸轮(cam)零件成形中，在约一万个成形时，小型(core)破损了，数度重做後，仍有许多货无法交出。破损部位是心型咬切部厚度约lmm的地方，在公差范围内附设R也没有什麽效果。每天进行分解清扫等维护工作，也没有什麽效果。

) Y7 \# e3 G) r2 {# T; W! V因为推定破损的原因在於树脂内压肢咬切时的冲击，所以进行
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4 f' u* X$ c* V. |% ?/ b位置决定构造的改良
: O  W3 g8 T) n* H$ l! e. \模具板构造的改良
热处理方法的改善
8 y7 L$ r2 x- h( ?8 j+ U决定分解清扫等维护项目，定期进行维护的结果，实现了超过30万个仍末破损的安定成形。
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" z" S6 j# F& H9 R对类似的凸轮模具也进行同样的设计变更，已经是以後接单的设计基准了。事故通常是重复发生相同的问题。因为，交货期很短，而且是在期间内发生事故，所以没有办法做太大的改善而重新制作的情形较多。但在这种情形下，重新检讨根本的设计，除了改良构造以外，对该模具指示维护重点等，也是很重要的事。
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: N/ R  ~8 T; c3 v而事故发生时，相当多的情况是和强度及摺动部的运动有关。因为模具设计的情况是一品一样，所以设计通常必须仰赖个人的经验及技术，同时机械设计的理论尚未顺利推展开来，所以要制定设计基准是很困难的。
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0 V# D9 r2 H! D0 w3·以设计变更来对应破损事故的事例
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( {" a5 E7 o+ i0 e2 q! }交货期并不十分充裕的模具，也曾发生在试作阶段就发生心型破损的事故。在交货期十分紧迫的情形下，完成模具是第一优先的问题，所以受到的冲击也很大。
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) H/ k6 l2 z, Q2 h, S+ P推定原因可能在於树脂内压而形成变形。在设计经验守则中有「破损时，强度应增加为2倍」的说法。但强度增加为2倍，虽然只要将厚度增加为1.25倍，但模具板就必须重做，所以以材质的变更及在转à处附与R来对应。

  w  F, ]/ W3 |重试的结果，虽然延长了若干的寿命，但仍从相同的部位发生心型破断。所以下定决心，从根本重新检讨设计，将心型的厚度增为1.25倍，模具板也重做，同时对摺动等不安定的部份指定实施日常维护，结果，小型未再破损。

# O: K( b0 J, a4·改善摺动部毛边的实例
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' G, _+ w0 L1 ?  H特殊构造的成形模具，进行半天的成形後，摺动部就产生毛边，发生无法正常成形的问题。因为模具构造特殊，所以要以过去的事例来处理是很困难的。将模具分解并对摺动部进行观察後，进行

6 P! M( r$ _' h7 J摺动部的润滑改善。
$ [' K6 ?  ^! m# Q. r# F引导的改良。
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摺动部本来有油沟的设计，因为没有什麽效果，所以改用有固态润滑剂的滑轴承，效果却非常好。而因为引导部引导梢的强度不足，所以将直径加大，同时也将滑轴承改为转轴承。

: R; L% G' |, D# t" O" w+ I) Y- e/ h结果，模具的运动变得很圆滑，在定期的维护下，就可以进行安定的成形。

: l: X2 n) w$ u2 |) y进行维护管理的技能人员必须为

6 H5 ]1 X+ r. _! r- d' s0 H了解模具构造并能进行分解组立。
具有研磨组合等技能。
能控制研磨、车床(lathe)、铣床等手动机械。
6 l+ G1 ^6 u0 Q4 C" ]" J观察模具就能判断那个部份有问题。
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在分解清扫方面，在市面贩卖一种使用硷性液的洗净机，可以在不分解模具的情形来进行洗净，但其他刀面，仍有许多部份要仰赖负责人员的技能。特别是在模具的诊断上，不了解成形技术及模具技术(从构造到工作)两方面，是无法进行适切的诊断。
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$ [. k( O$ N6 @% @  x本公司是将具有成形现场经验的作业员配置在模具的最终工程，进行维护技能人员的培育。

容易维护之模具设计

在最前面就曾提及，完全要仰赖维护的设计，不是一个好的设计，设计上，应该考虑

注意免维护及**装置构造
容易组立及分解
" K3 W' R3 B9 }1 |$ w+ H& R# \容易加工
强度、磨损等不安定的部位采用入子构造
3 r6 _: J" Y; T$ N' }: D8 u在机械加工可能的情况下要求精度，以零件更换的方式来处置
* K/ f3 ^/ w" u* e0 a3 m配合制品要求事项规格来选择材料、热处理
/ m6 C, o" f! S9 a冷却管的配管等容具，标示明确
6 y0 w+ h+ a# ~8 e7 ^能反映现场意见之作业性的良好设计是非常重要的。
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因为版面的缘故，无法讨论设计基准的相关事项，所以仅特别对强度面及引导进行讨论。
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模具的强度通常是依设计者的感觉及经验来设定的情形为多，等到破损时再来进行计算，就有点太慢了，所以最好要进行计算。
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/ ~" f) D  l& ]2 _& M9 a; L基本上，强度计算适用材料力学的公式。举例说明的话，如图1单月构造的心型，可以下列公式计算。
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& T& ^" b# a3 T1 i( l/ |8 g( V9 b0 Dδ=P．a4/8E．I
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P:内压kg/cm2
E:yield率(降伏率)
: Y. {, [/ J  E6 PI:断面2次转矩

* \; T% h2 n9 v/ J  V$ b以上式计算，挠曲量最少在0.O2mm以下。若超过时，要增加心型的厚度或为两片构造。

其次是引导，此项通常会因为设计者不同而相异。引导方式有宽引导(wideguide)方式(引导的幅度较大)及空引导(narrowguide)方式(引导幅度较小)。例如，若假设滑动心型(图2)驱动力P、摺动抗阻Q、指引面所承受之转矩所产生的压力R、摩擦系数μ，
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由此式可知，引导的幅度和扭曲无关。但，引导长度是愈长愈好，而指引面的摩擦系数就是愈小愈好。
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/ `7 \9 v+ {9 G6 i而实际上，因为指引的幅度愈宽，愈容易受到温度差等的影响，特别是PPS等高温成形的情形，最好采用窄引导。

其次，从侧面来看滑动心型时(图3)，因为指引的外侧有驱动力，此时，仍是引导长度愈长愈好，而指引面的摩擦系数就愈小愈好。
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而b也是愈长愈好，本公司的b尺寸通常定为4mm，有时，若不取长一点，滑动心型会扭曲，而使摺动恶化。这种情形时，即使进行维护、挖掘油沟并进行润滑，也不见得会改善。
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' @+ a' M5 v5 H+ m0 Q+ X' S7 g以上，设计及维护就好像车轴的两个轮子，若双方不好时，模具就无法发挥其制造物品之道具的能力。

最後，本公司在香港的工厂，只由当地的作业人员进行分解清扫，就可很顺畅地进行月产100万个以上之制品的生产。