注塑成型锁模力的重要性与关键要素
前言
随着全球企业积极推动ESG永续经营，加上电动车产业的迅速崛起，对于轻量化车用零件、复合材料车内饰件与智能光型车灯等塑胶零组件的需求大幅增加。这些零组件设计趋向精密与复杂，加上少量多样化的市场趋势，使得注塑成型机的性能要求日益严苛。特别是在产品品质稳定性与生产效率的双重要求下，锁模力的均匀性与精确度成为关键影响因素。
图1 富强鑫致力于ESG永续发展目标
注塑成型与锁模力的关联性
注塑成型过程中，模具需承受高压注塑，因此适当的锁模力对于维持模具闭合、避免毛边与确保产品尺寸精度至关重要，其中最重要的就是锁模力稳定性与均匀度。锁模力的大小会影响模具的撑模与排气行为，合理且稳定的锁模力不仅能够维持熔胶充填时的尺寸稳定性，同时也可避免模具损坏；与此同时，四支大柱的锁模力均匀度直接影响产品品质，若锁模力分布不均，容易导致模具偏移、毛边产生，甚至可能导致大柱断裂与模具损坏，进而造成生产中断与维修成本上升。
锁模力偏差的成因
注塑成型生产过程中，锁模力可能因多种因素而产生偏差，主要原因包括：
- 模壁温度上升：生产过程中熔胶的高温会经由热传导使模壁温度升高，进而影响锁模力的稳定性。
- 液压油黏度变化：液压系统随着温度变化，液压油黏度会改变，影响锁模装置的力道传递。
- 大柱疲劳：长时间运作会导致大柱材料疲劳，降低其刚性，造成锁模力分布不均。
- 环境温度变化：工厂内部环境温度变化也会影响机械运作的稳定性。
- 机构摩擦热与模具热传导：机械运作过程产生的摩擦热与模具本身的热传导会进一步影响锁模力表现。
锁模力均匀度提升方法
为了确保注塑成型产品的品质稳定性，必须改善锁模力的均匀性与稳定性，可透过以下方式达成：
- 提高模壁刚性：强化模壁结构可降低受力变形，提升锁模力分布均匀性。然而，一昧地增加模壁厚度来提升刚性只会拖慢机台响应，因此藉由材料选择以及结构设计来提高模壁刚性才是上策。
- 改良锁模结构：将传统内曲肘设计改为外曲肘结构，有助于改善力流分布，使锁模力更平均地施加于模具。
- 即时监控与回控系统：透过感测器即时监测四支大柱的锁模力变化，并自动调整补偿，确保锁模力与设定值一致。
锁模力设定的影响
锁模力的设定需依据产品特性与模具设计精准调整。若锁模力设定过小，模具在高压注塑下容易被撑开，导致产品毛边（飞边）问题；反之，若设定过大，会因排气不良导致成品充填末端烧焦等缺陷，甚至造成模板变形。
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图2 锁模力不佳导致成品缺陷：(a) 毛边(b) 烧焦
图3 模板形变量分析
此外，机台锁模结构设计对于锁模力设定的影响性也有许多不同。以内曲肘注塑机为例，由于曲肘锁点位于模壁外侧，力流方向易造成模具外围压力大于中心，若锁模力设定过高，更容易产生模具变形与车壁变形等问题。反观外曲肘的中心锁模设计，使锁模力分布更佳均匀，能够有效减少毛边问题，特别适用于老旧模具。
富强鑫SA系列外曲肘注塑机的优势
富强鑫从产品开发开始推行ESG理念，以高性能、高效率及高弹性为策略主轴，开发出SA系列产品，。该系列涵盖100~3200吨的SA系列外曲肘注塑机，经过力流最佳化分析，提升施力均匀度，减少模壁变形量。同时针对模壁设计优化，模盘刚性提升30%，重量减轻11.5%，使机台响应性更高。
SA系列可选配大柱锁模力自动回馈控制模组，该模组在生产中自动校正调控，无须停机，随时保持机台最佳效能。此外，此模组具备锁模力偏差示警功能，当偏差超过风险阈值时，可即时进行大柱故障预警，有效降低停机风险。
SA系列外曲肘注塑机搭配大柱锁模力自动回馈控制模组，是重视锁模力均匀度的最佳组合，特别适合用于车灯光学产品、保险杆等高长宽比产品，以及多模穴瓶胚产品。
图4 SA系列外曲肘注塑机
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| (a) | (b) |
图5 力流最佳化分析(a) 外曲肘(b) 内曲肘
图6 内外曲肘模板变形量
结论
锁模力大小及均匀度对于注塑成型产品的品质稳定性影响甚深，透过强化模壁刚性、改良锁模结构与导入即时监控回控系统，可有效提升锁模力稳定性，避免毛边、模具损坏与能源浪费等问题。富强鑫SA系列外曲肘注塑机，结合自动回馈控制模组，能够提供稳定且高效的生产环境，协助企业提升产品品质，实现ESG永续经营目标。
外曲肘注塑机(SA系列)
| 介绍 为FCS 全新发表之外曲肘油压伺服节能注塑机，适用于家用民生、文具、汽车，3C 及家电产业，尤其适合多功能事务机、印表机、电脑等周边产品零件，其更大的的开模行程亦适用于深桶形产品。锁模力涵盖100~3,200 吨。
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