科学试模纳入流程，轻松提升数据结果可视化

ACMT协会 2023年9月25日浏览：1145

科学试模纳入流程，轻松提升数据结果可视化

作者 ■科盛科技 / 陈姞芳副管理师

前言

传统的射出成型流程从塑件设计、模具制造再到现场试模，都是由实际操作人员或是阅历丰富的老师傅，以经验法则和试误方式不断地进行测试作业及成品缺点改善。然而塑件的几何图形为了因应设计变更、少量多样的需求变得愈趋复杂，对于塑胶成型品的质量、精细度，甚至是尺寸的要求也越显严格；而在面对现今日益严重的缺工问题之下，若是持续仰赖老师傅、现场操作人员等个人过往的经验或感觉进行调机或相关生产调整，往往会导致试模生产的整体时程拉长、射出加工利润降低，并无法及时满足客户多变的要求。

针对这些问题，坊间积极开设了许多与科学试模相关的课程，里头会教导民众关于模具设计、机台操作、材料特性等基本知识观念，并提倡运用科学的方法来进行射出成型加工条件调整与设定。不过，虽然大家对于科学试模的观念已经很普遍，但一般在射出成型过程中所使用的传统纸本记录方法，却仍使得信息无法有效地被保存，且不容易追踪历程。

于射出成型数据管理平台中纳入科学试模

科盛科技Moldex3D针对塑胶射出成型推出的数据管理平台──iSLM，提供记录及汇整模具的相关设计与试模的完整开发流程等功能，并且能将工作历程中所有的项目数据都整合于系统中，再透过数据视觉化的呈现，让整个开发流程及数据一览无遗。

除此之外，为了让这些纸本的试模记录信息得以数字化保存，将「科学试模」纳入了iSLM的试模管理功能之中，除了利用科学验证的方法判断、调整射出成型的参数，进而使这些加工条件的设定数值，其精确性及完整度得以提升，并最大程度地提高产品质量和可制造性；同时也降低了人工输入资料所带来的不便，让现场试模人员能将各项参数信息完整地记录于系统上，并将这些重要数据以数字化的方式保存下来。

图1：科盛科技将「科学试模」导入至iSLM射出成型数据管理平台之中

图2：试模人员于现场将信息记录于系统平台上

科学试模方法

科学试模方法是利用科学化的方式根据机台响应及其他设备侦测数据，再判断、调整进而得出该成型参数优化过后的数据资料，以合理的设定技术推断射出成型加工过程中各项参数的最佳化，目的是为了以科学系统化的方式改善生产制程及提高产品的生产质量，并降低不良品的发生率。以下将分别介绍iSLM中科学试模的实际应用方法。

短射验证

在塑胶的射出成型过程中，随着充填阶段的进行，熔融状态的塑料逐渐凝固，且造成密度上升、比容下降，若此时塑料流动性又差的话，就容易使成品不完全、产生短射现象。因此在iSLM的短射验证中，能让试模人员记录计量位置、短射值和充填量百分比的参数资料，且支援多笔短射的验证记录；此外还提供参考数据资料，让试模人员能第一时间先选用CAE所使用的相关参数，让传统只能选择一步一步试误方法的试模人员，得以有个明确的方向，进而减少试验所要花费的大量时间和精力。

射出速度验证

当射出速度越快，所需的压力也会随之增加；而当射出速度过慢，造成的流动阻力也会让此时的压力值变大，因此如何找出最适当的射出速度参数是相当重要的。在iSLM科学试模的射出速度验证中，以射出速度和压力值作为记录及验证的两个项目，让试模人员得以记录试模过程中的射速和压力参数；此外，根据这两个项目所输入的数据，系统会自动绘制出相对应的曲线图，以便试模人员能依据此U形压力曲线图决定最佳的射出速度参数。

保压压力验证

而当保压压力过小，产品的收缩尺寸就会越大；但当保压压力过大，产品又容易产生毛边等缺陷，因此在射出加工参数设定中找出最合适的保压压力值也是极为必要的。在保压压力的验证中，iSLM提供试模人员记录在特定压力值之下是否有缺陷的状况产生，用以辅助验证流程，并让试模人员得以迅速排除较不适合的压力参数，以快速订定出最合理的保压压力数值。

图3：iSLM射出速度验证页面。系统会根据数据自动汇出图表

图4：iSLM保压压力验证页面。以颜色区分合适&不合适的参数

浇口固化验证

当浇口固化后，就阻绝了流道与模穴之间的通道，即使在保压持续作用下也无法再将熔胶以高压方式挤入模穴内部，因此在浇口固化验证的页面中，以保压时间和物件重量作为记录的项目，因为当保压时间越长，物件的重量将会持续增加；但只要浇口固化后，即使保压时间再长，物件重量就不会再增加，因此就能作为保压有效时间的重要依据。此外，iSLM也提供为相同的保压时间做多次浇口固化（物件重量）的记录，系统会根据输入的数据资料自动计算该保压参数的重量平均值和标准差，并自动绘制出平均值的相关曲线图表，以帮助试模人员决定最合适的保压时间。

冷却时间验证

最后，由于冷却时间不够的话，容易造成产品收缩变形等问题；而冷却时间过长的话，整体生产周期又会太长，进而造成成本的增加，因此在冷却时间验证的页面中，会帮助试模人员快速订定出最适当的冷却时间。其页面中除了会有参考资料（需记录现场实际计量时间）提供明确的方向之外，也可以在同一个冷却时间参数下，记录多组关键尺寸的验证；此外，系统也会自动计算出平均值和标准差，及根据平均值绘制出对应的曲线图表。

效益&优势

当试模人员在记录各项参数的同时，可以根据系统自动生成的图表和易清楚辨认的排列方式提早获取最符合的加工参数，在减少所需要耗费的时间精力之余，也有助于提早发现不良原因的问题所在，进而立即调整参数、缩短额外的处理时间；同样地，当试模人员能提前获得最佳化的数据资料时，也避免了相关资源和成本的浪费；此外，优化而精准的加工流程及参数更能有效降低不良品的发生率。

另一方面，传统的纸本记录方式从不便阅读、容易丢失的状态中脱胎换骨，试模人员只要将其试模结果清楚无误地记述在系统平台上，就能达成视觉可视化，而整体历程也能有效地被保存下来，利于后续追踪使用。这些效益对于现场的工厂端来说，无疑能为他们解决目前所遭遇到的各种难题。

图5：资料数字化，相较纸本更加容易被保存

结语

iSLM将科学试模纳进试模管理工具之中，不只提供自动绘制图表、数据表格化、支援记录同参数的多组数据结果等，还能侦测并记录射出成型制程中的结果数据，让成型加工参数更精确，射出产品质量更一致。

此外，一般在产业上可能没有提供记录的项目，在iSLM科学试模中也予以保留。另一方面，将资料记录于系统上除了能大幅降低传统纸本记录试模过程所带来的不便之外，还可以将资料数字化、可视化，并易于保存及比对资料，同时还能提供建议的资料数值给试模人员。有了科学试模的辅助，将有效缩短射出加工的生产周期并提升试模信息的完整度，让射出加工成型逐步走向T0量产的目标。