塑膠射出產品開模必讀:影響塑膠模具價格的10大流程要素

塑膠模具是一個技術含量高的複雜工藝,掌握著塑膠產品在射出成型機台上的,產品品質及精度,因此在塑膠模具的開發過程中,經過設計、加工、組裝、試模等流程,到最後產品的量產,整個塑膠模具製程,影響模具質量及價格其主要因素,有以下10個要點,帶你了解塑膠模具開發的品質及價值在哪裡,能夠更快的與廠商達到共識。

1. 模具鋼材:影響模具價格及塑膠品壽命

模具鋼材是直接影響品質及成本的決定性因素,依據塑膠產品的使用量及生命週期,選擇合理的鋼材需仰賴客戶與塑膠模具廠的經驗協調。選擇鋼材的參考依據是:

 

1.1塑膠材料的要求 

不同的塑膠材料要選用不同的鋼材,如後加工要求、組合件、耐腐蝕、烤漆印刷等等;

 

1.2材料壽命

鋼材性能夠用就好,不是越貴越好;考慮到模具的成本因素,模具鋼材要選用和模具壽命相應的材料,避免不必要的浪費;一般P20材料的壽命在30萬左右;2738材料在50萬沒問題,H13、2344、STAVAX通常在80-100萬以上,可以根據情況選擇;

 

1.3表面處理

模具的表面處理也是非常重要。氮化能夠增強鋼材的表面硬度,有效延長模具壽命;電鍍能對模具鋼材進行有效改性,對一些需要高亮度的和耐腐蝕的塑件可以利用電鍍來增強和改進鋼材的性能。

2. 結構設計:一體成形或單顆模仁

成熟的模具結構不但考慮到產品材料屬性,收縮率、成型溫度、彈性拉伸變形係數等,而且還要考慮到冷卻水路、開合模的速度等。合理的模具結構能有效延長模具壽命和保證模具的順利生產、提高效率,降低成本。

一體成形:一塊版一次加工產品成形,成本低、加工相對較簡單,但後續維護跟排氣效果較為不佳,若為多穴產品,可能因為單一損壞,就需要全部重新製作。

單顆模仁:加工工法比較複雜,需要分開加工,成本較高,但多了排氣效果,若後續損壞可以替換單顆成品,就能馬上再生產。

3. 標準五金件:產品外觀及材料決定標準件等級

模具裡也有很多標準零件,高溫性材料或要求表面光滑的產品,則不能用一般的五金材料,需要使用白鐵等級才能夠耐高溫;甚至更高階的醫療或者光學模具,還需要加裝定位塊系統,一件成本就5千元起跳。標準件雖然不直接參與射出成型,但也控制著整個模具的運行。好的標準件應該能夠耐磨,夠硬,精度高,不異變形。

4. 熱澆道還是冷澆道

這影響的是長期的產品開發費用,熱澆道雖然初期模具開發成本會拉高,但依據產品原料使用量來看,有些快則2-3個月就回收了,在追求環保及ESG的當代更是大廠客戶的優先選擇。但熱澆道的廠牌選用及價格也會有所落差,涵蓋範圍包含控制器的穩定度、熱澆道產品的品質等等。而冷澆道主要的問題就如何確保流動平衡、澆口大小、射出壓力等等。

5. 模具加工:短期工藝決定十年品質

模具加工取決於加工機、加工師傅的細膩度及正確的加工流程安排。順暢及加工順序的安排,可以縮短加工時間,有效節省成本。更重要的是再精準的加工中,能夠保證模具在生產過程的穩定和延長壽命。在實務案例上,加工定向的校準很重要,只要落差到0.01mm(相當於一根頭髮的細緻度),就會導致加工出錯,造成刀具斷裂;加工不好也會影響模具做動,在生產過程出現異音或者表面刮傷。

6. 模仁表面處理:拋光、咬花、放電

塑膠模具的表面處理是模具的製造的最後一個環節。拋光、咬花及放電製程都會直接反應於產品。拋光還能對模具動作起到幫助和補充的作用,尤其對脫模非常有意義,而放電及咬花則是近年來追求產品質感,越來越多客戶使用。而在開模上,透過拋光,可以解決模具生產不順利,阻力過大,脫模困難,甚至頂白,頂裂等。

7. 合模處理

合模靠的是模具鉗工的經驗,看似簡單,卻是最具有技術含量的工作。複雜模具主要看的就是這個功夫。平板模具最簡單,分形面只要沒有斷差基本就可以了。像汽車配件模具就非常的麻煩了,不但分形面比較不規則,而且往往包括多個滑塊、頂塊。同時通過對碰還能對模具的其他問題進行改進和完善,所以它是一項綜合性的工作。

8. 塑膠模具組立

塑膠模具組立裝配就如同拼拼圖一樣,每一個部件,都不能出錯,否則後果會相當嚴重,輕則導致產品缺陷,影響生產,重則徹底損害模具,造成報廢。所以在模具的組裝及後續的保養維護,一定要非常的細緻。裝配過程中尤其是要注意模具的清潔工作,特別是水路、螺絲孔,一定要吹乾淨裡面的鐵屑

9. 冷卻水路

有過開模經驗的人都知道,冷卻對一個模具來說是多麼重要。縮短生產週期是其次,主要帶來品質的穩定,因加快生產周期的同時就會倒是模具溫度的上升,如果冷卻設計不良,無有效控制的話就會使模具由於太熱無法成型,甚至導致模具變形失效報廢。所以優良的水路設計尤為重要,包括水路的排布密度、直徑、相互之間的連結等等。

10. 模具維護及存放

模具維護主要是生產前後,及過程中的維護和保養。模具就像汽車一樣,如果長期不用,或者生產前後不保養的話,因在台灣的氣候潮濕狀況下,導致模具生鏽嚴重的話則報廢。而模具的存放也相對重要,若有模具架則能定位明確,緯凱除了模具架,還有隔間24小時除溼機運轉控制在55度內。所以除了模具使用後都要進行全面的保養,特別的是成型部分的防鏽,主要動作部件的防鏽、上油,上機前也會全面拆卸進行維護。

結語

所以模具的品質與價格,在於不同產品、壽命、加工方法上,都會有不同的報價,同樣不一樣的產品別,不同模具廠專精程度也可能造成報價的落差,所以找尋模具廠商時,品質為優先,其次再依據上述10點來考量價格,但只要產品市場規模夠大,計算好投資報酬率,設定好回收時間,剩下要考量的就是長期的模具維護及品質了。

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