【正文】 車儀表板 Ford Automotive Instrument Panel ? 複雜製件，熱澆道 Complex part, hot runner ? 型腔先充填 ， 通往溢流井的閥式澆口打開 ， 氣體注射 Part is filled, valve at overspills open, and gas is injected ? 成功的氣體注射消除了金屬補(bǔ)強(qiáng)的二次加工 Success of gas injection eliminates the need for adding metal reinforcement as secondary operation 徐昌煜 Charles Hsu 歐磊科技股份有限公司 OLE Technology Corporation 射壓成型 Injection/Compression Molding 射壓成型的二階段 2 Stages of ICM 射壓成型圖解 Schematic of ICM Process 射壓成型圖解 Schematic of ICM Process 射壓成型的優(yōu)點(diǎn) Advantage of ICM ? 降低射壓 Reduce injection pressure ? 減少合模力 Reduce clamp force ? 減少殘餘應(yīng)力和翹曲 Reduce residual stress and warpage 射壓成型的應(yīng)用 Applications of ICM ? 射出成型特大或薄的產(chǎn)品 (大 aspect ratio)時(shí) 頇高射壓和大合模力者 Injection molding extremely large or thin parts (with large aspect ratio) when large injection pressure or clamp force is required ? 產(chǎn)品不容許高殘餘應(yīng)力者 (如 CD和鏡片 ) Parts requiring low residual stress (pact disc and lens) 射壓成型 Injection/Compression Molding ? 射壓成型時(shí)進(jìn)一步開?？梢约哟罅髀返慕孛娣e Extra opening enlarges the crosssection area of flow passage in ICM. ? 壓縮有如許多小的局部射出組成，整個(gè)流程縮短了。 Compression acts like “many small local injections”, overall flow distance is shortened. 射壓成型 Injection/Compression Molding ? 射壓成型頇要較少的合模力和射壓 ICM requires less press (clamp) force and injection pressure. ? 射壓成型的填壓較均勻和有效 ICM packs more uniformly and efficiently. ? 射壓成型具有較大的製程窗口 ICM possesses larger process window. 和射出成型比較 Compared with IM : 射壓成型 Injection/Compression Molding 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 徐昌煜 Charles Hsu 歐磊科技股份有限公司 OLE Technology Corporation 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 觸變成型 (Thixomolding) 由塑膠射出成型衍生應(yīng)用在金屬的製程，主要是將金屬顆粒由料管加熱及螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)剪切的熱/機(jī)械 (thermal/mechanical)作用轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂杏|變 (thixotropic)性質(zhì)的半固態(tài)黏漿 ，再以螺桿推送射入型腔內(nèi)凝固成型。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 觸變成型 Thixomolding 觸變成型 (Thixomolding) 美國(guó) Dow Chemical公司於 1991年獲得美國(guó)第5040589號(hào)專利。 Dow Chemical於 1990年和另五家公司在美國(guó)密西根州聯(lián)合投資成立了 Dow Chemical Thixomat Inc.；這家跨公司的業(yè)務(wù)包括了技術(shù)合作授權(quán)、原型產(chǎn)品試製、 製程改善等。 Thixomat授權(quán)生產(chǎn)觸變成形機(jī)的公司包括日本製鋼所 (JSW)和加拿大的 Husky。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 流變成型 (Rheomolding) 結(jié)合塑膠射出成型及流變鑄造 (rheocasting)的製程。熔融金屬由料管冷卻，其凝固組織又被螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械剪切所攪動(dòng)，變?yōu)榫哂羞m當(dāng)微結(jié)構(gòu)的半固態(tài)金屬，在層流條件下以螺桿推送射入型腔內(nèi)凝固成形。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 流變成型 (Rheomolding) 美國(guó)康乃爾大學(xué)射出成型計(jì)劃 (Cornell Injection Molding Program)研發(fā)的新機(jī)器與新製程，於 1996年獲得美國(guó)第 5501266號(hào)專利。 四位發(fā)明人 K. K. Wang、 Hsuan Peng、 Nan Wang和 ShauPoh Wang皆為華人。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 半固態(tài)金屬射出成型是結(jié)合金屬壓鑄與射出成型的新技術(shù)，是能大幅改善金屬壓鑄製品品質(zhì)的革命性製程。這項(xiàng)技術(shù)不僅維持了傳統(tǒng)壓鑄生產(chǎn)速度快、尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)，也降低了元件中的氣孔及縮孔含量，因此，可大幅提高產(chǎn)品的機(jī)械性能，達(dá)到淨(jìng)形 (shape)鑄造及可熱處理鑄件的要求。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 半固態(tài)金屬射出成 型 技術(shù)已被用於製造汽車零件、電子資訊產(chǎn)品零件及外殼，以及各種需要強(qiáng)度高、氣密性佳之精密零組件。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 優(yōu)點(diǎn) (1) 由於半固態(tài)金屬充模較帄穩(wěn)，模具設(shè)計(jì)時(shí)較不需溢流槽，製品後續(xù)加工較少，加工成本降低，廢料損失較少。 (2) 以層流 (laminar flow)充模的成型方式可以電腦模擬、預(yù)測(cè)，以進(jìn)行有效的模具設(shè)計(jì)及最佳化工藝條件的選定。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding Semisolid Metal Injection Molding Diecasting 優(yōu)點(diǎn) (3) 半固態(tài)漿料以層流方式充模，捲氣的可能性大為減少，氣孔含量減少，產(chǎn)品性質(zhì)穩(wěn)定，並可作熱處理來進(jìn)一步改良機(jī)械性質(zhì)。 (4) 半固態(tài)漿料的熱含量較熔融金屬低，加上以高壓成型， 因此凝固至完全固態(tài)產(chǎn)生的縮孔較熔融金屬為少，機(jī)械性質(zhì)較佳。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 優(yōu)點(diǎn) (5) 半固態(tài)金屬充填時(shí)對(duì)模具的熱衝擊較低，因此模具壽命增長(zhǎng)；這一方面是由於工作溫度較低，另一方面是由於半固態(tài)金屬黏漿以層流充模之熱傳係數(shù)遠(yuǎn)較熔融金屬充模時(shí)之紊流(turbulent flow)之熱傳係數(shù)低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，模具表面溫度峰值、溫度梯度及溫度升高速率均大幅降低 7080%。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 優(yōu)點(diǎn) (6) 由於材料在進(jìn)入型腔前即已部分凝固，在型腔內(nèi)冷卻所頇移除之凝固熱較少，因此成型週期可縮短。 另外，半固態(tài)材料對(duì)模具之黏著性較低，因此需較少之離型潤(rùn)滑劑，脫模也較為迅速。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 對(duì)傳統(tǒng)金屬成形工藝的衝擊 (1) 改善金屬壓鑄工藝及鑄件品質(zhì) 美國(guó)三大汽車廠願(yuàn)意付較傳統(tǒng)壓鑄件單價(jià)高一倍的價(jià)錢向美國(guó) Alumax買半固態(tài)金屬製程製作的汽車零件，精算出的最終成本 (包括品管、廢品損失、售後服務(wù)、召回維修成本及顧客滿意度等 )仍然較低。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 對(duì)傳統(tǒng)金屬成型工藝的衝擊 (2) 取代昂貴的金屬成型製程 這些昂貴製程包括了鍛造、粉末冶金、機(jī)械加工等。 日本 Speed Star Wheel推出的半固態(tài)成形的汽車鋁輪圈不僅機(jī)械性質(zhì)優(yōu)良、品質(zhì)穩(wěn)定、而且是近淨(jìng)形 (near shape)成型，也就是成型件僅需在輪軸裝配面略作加工，即可包裝出貨， 減少?gòu)U料，降低人工成本。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 對(duì)塑料成形工藝的衝擊 薄殼化及環(huán)保需求 產(chǎn)品輕量化的要求下，工程塑料成為市場(chǎng)的寵兒，但其強(qiáng)度終究無法和金屬比，在產(chǎn)品不斷薄殼化的壓力下、加上環(huán)保、散熱、電磁遮蔽等的考慮，輕金屬的半固態(tài)射出成 型 最近獲得普遍的重視。鎂合金的筆記型電腦外殼、數(shù)位式相機(jī)機(jī)身、行動(dòng)電話外殼都相繼問世。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 鎂合金替代塑膠的現(xiàn)況及趨勢(shì) (1) 運(yùn)輸工具業(yè) 在汽車上大量使用的零組件包括傳動(dòng)組件外蓋、方向盤及轉(zhuǎn)向架組件、汽缸頭蓋、離合器及煞車踏板架、儀表面板、椅座支架組合等。以儀表面板為例一般使用工程塑膠，但是德國(guó)Audi汽車自 1989年起即全面採(cǎi)用鎂合金。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 鎂合金替代塑膠的現(xiàn)況及趨勢(shì) (2) 資訊產(chǎn)品業(yè) 在 3C產(chǎn)業(yè)中的筆記型電腦 、行動(dòng)電話、數(shù)位相機(jī)等外殼都可以找到應(yīng)用例。越來越多的 筆記型電腦製造商在輕薄、耐撞擊及散熱佳等訴求下 ，將鎂合金的底板、鍵盤蓋板及 LCD上下蓋板列為標(biāo)準(zhǔn)配備。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 鎂合金替代塑膠的現(xiàn)況及趨勢(shì) (3) 家電業(yè) 日本於 1998年 6月公佈實(shí)施「家電回收法」，自2022年起規(guī)範(fàn)電視、洗衣機(jī)、冰箱、冷氣機(jī)等四項(xiàng)產(chǎn)品的強(qiáng)制回收，其影響既深且廣。 1998年 3月 Panasonic率先推出鎂、鋁合金外殼的 21吋電視 。 機(jī)殼不僅可回收，且較舊型省電 25%，由於散熱性好，不頇加散熱孔， 灰塵、水等異物不得其門而入，內(nèi)部電子零件不易破壞。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 塑膠大多不具可分解性，加上燃燒後會(huì)產(chǎn)生世紀(jì)之毒戴奧辛，近年來在環(huán)保人士極力呼籲下，日本計(jì)劃在 2022年將產(chǎn)品廢棄物的回收比率提高到 95%，歐盟也將跟進(jìn)為 85%；家電方面，日本的冷氣機(jī)廢棄物的回收比率將由 2022年的 60%提高到 2022年的80%，洗衣機(jī)及冰箱則在 50%以上，電視機(jī)在 55%以上。 半固態(tài)金屬射出成型 Semisolid Metal Injection Molding 流變成型 (R