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技術答詢

  鎖 模
 

1.
直壓鎖模比曲肘式鎖模更精簡，使用的是何種動力原理？
直壓式鎖模完全符合射出機鎖模的水平直線運動特性，力量完全沒有浪費之虞，以「虹吸原理」配合油壓缸內的液壓油作直線往復運動，油壓缸面積乘上系統單位壓力即為所要求的鎖模壓力，直接加壓力鎖固模具，具有直接、簡易、無結構干涉等諸多優點；至於如何鎖固，現在較進步的作法是關模升壓後直接以單向閥鎖固，開模時先打開單向閥再開模即可，不再需要額外的動力兼具節能效果，若設計合理加上零組件選用適當絕不會退壓，使用壽命極高，保養成本低，只有多年換一次油封即可；但由於油缸面積大會影響開關模的速度，所以需配有較小直徑的快送缸，通常是對角兩支，少部分使用連接於鎖模高壓缸的方式，即可達到快速開關模的目的。
2.
四缸直壓鎖模和單缸直壓式鎖模比較有何特色？
單缸直壓鎖模的活動模板設計較簡單，精密度比曲肘式較高許多也無疑義，但因單缸直壓鎖模的油壓缸面積大，鑄件製作及柱塞的熱處理、油封件的選用均會較困難，尤其是大台機器問題更多，以複數油缸方式則輕易改善；另外單缸直壓因為是直接透過活動模板施壓於模具上，模具的平面精準度將十分重要，若精密度不足則直接影響鎖模的精準度，四缸鎖模則是藉由輻射式模板設計施壓於模具上，容許模具在範圍內的公差內，複數油缸可以作自動的平衡校正，不影響精準鎖模的功能，適用範圍是較大的。
3.
四缸直壓鎖模會不會有施力不平衡的考慮？
這是常被問到的問題，大多是過去不好經驗造成的累積印象，事實上依巴斯葛液壓原理所述，當連通管內的液體被柱塞加壓時，液體將向形狀各異的連通管四面八方平均擴散所承受的壓力，因此理論上不管複數油缸是多少個都會平均施壓，之所以會有施力不平均的現象，其實是源自於零組件加工的不夠精準，「整體是部分的組合」只要將各部份作精加工即無問題。
4.
哥林柱使用久了會斷裂一直是射出機很大的困擾，為何你們敢說哥林柱絕不會斷裂？
曲肘式鎖模是利用曲肘的幾何角度放大約20倍力量將哥林柱拉伸，再利用哥林柱材質的彈性係數的緊縮力量束緊模具而產生鎖模力，若哥林柱的直徑太大將使哥林柱拉伸和油壓力量的分佈呈現嚴重的非線性，調模進退一齒的鎖模力間距拉得極大，因此先天上哥林柱面臨強化的限制，加上關模及開模瞬間鎖模力的加壓及釋放受哥林柱的彈性係數連動，而會產生劇烈的震動和材質的壓力變化，對哥林柱的斷裂也會有助長效應，可以說曲肘式鎖模是在極微小的設計空間內左比較不會斷的比賽，理論上是潛存斷裂的必然性的；若再加上曲肘在每一次運動的高負荷磨擦必然會逐漸損及精密度，當曲肘耗損後的偏差將直接使四支哥林柱受力更不平均，斷裂可能性更高。

直壓式鎖模是以油壓缸直接加壓而鎖固模具，不需要用到任何非線性的結構，因此施力是直接而簡單的，哥林柱在此只是作為拉動活動模板的工具而已，只要哥林柱的安全係數增加一些就不會有斷柱之虞，加壓釋壓時也不會有劇烈震動更不會對哥林柱造成影響，若加上智慧程式控制釋壓狀態，則更是絕不斷裂哥林柱的保證，具有先天及後天的設計優勢。
5.
如果曲手鎖模方式是不理想的，為何日本全電式射出機都採用曲肘鎖模設計？
首先要強調日本射出機並非全部採用曲肘式鎖模設計，仍有較優的直壓鎖模設計如SODICK射出機就是，事實上曲肘式鎖模在約二十年前就被日本射出機逐漸淘汰，轉而使用直壓式、直壓複合式等鎖模方式，但因具節能優點的全電式射出機推出，為降低成本才使曲肘式鎖模敗部復活，那為何全電式射出機要使用曲肘式鎖模設計，其實是不得不然的妥協設計產物，原因只是因為驅動的伺服馬達價錢昂貴，搭配曲肘式只要一個伺服馬達即可、較省錢罷了，但也因為知道曲肘式的諸多潛在缺點，日本各品牌全電式射出機的曲肘型式全面轉向保守，只求磨耗量低盡量不影響鎖模的精準度為原則，而犧牲開模行程較長、型式較美觀和設計創意等重要設計要素，曲肘變得只是開關模的工具而已，早已不復當年各種曲肘式創意互相競爭的意氣風發。堅持高品質的SODICK則採不妥協的路線，雖是伺服馬達趨動但仍克服設計困難，堅持採用直壓複合式鎖模設計。
6.
複合直壓式鎖模聽說比直壓式更先進，你們為何不採用？
單缸直壓式鎖模確實有製作難度較高、成本較高等缺點，因此才衍生直壓複合式四缸鎖模設計，如日本TOSHIBA中型機以上就全部運用此模式，歐洲大廠HUSKY更是將複合直壓鎖模作多型式運用的個中翹楚，但複合直壓式鎖模的結構較為複雜，關模就包含關模到位、齒位校對、夾住哥林柱T型牙槽、加壓鎖模等動作，浪費時間常達數秒之譜，因此大多被用在300T以上的中大型機種（小機的淨循環時間不到2秒禁不起數秒的浪費），且因結構的複雜對零組件的耐用度形成極大的考驗，推出十多年市場上仍存在不少疑慮，只有少數廠商大量生產。

四缸直壓式鎖模設計則具有和複合式一樣的多缸設計優點，但卻少了複雜的動作，甚至連調模程式及動作都不用，故障率最低，時間甚至比曲肘式還快，大中小機型都能適用，是統整最為良好、最成熟洗鍊的鎖模設計，成功的關鍵在於整機模組化、精密加工的概念，除定期更換油封之外，幾乎不需保養，設計耐用度達15年以上，是使用此設計的重要原因之一。
7.
低壓關模能做到一包香菸都不會夾扁的程度，是如何做到的？
這又是直壓關模的好處，一方面沒有曲肘心和孔之間的間隙公差問題，在行進時也沒有磨擦重負荷造成的阻力，加上不必受到曲肘加壓鎖入時約20倍放大率的限制，快送缸可以做得較小壓力就降低了，二方面使用精準的線性滑軌，公差只有0.01mm順暢度又高，三方面導入電子偵測系統，當壓力流量波動時可以1ms的高速傳輸訊號，切掉關模動作並開模，有效保護模具的安全，這對射出機是極重要的防護措施。
8.
油壓式曲肘式射出機常遇到開模力不足的問題，你們有什麼看法？
這一樣是受限曲肘高壓鎖入時幾何角度換算出約20倍放大率的影響，一方面因為這樣關模油壓缸就被限制住了，不能任意加大，因此關模缸在非高壓鎖模時只有射出機標定的鎖模利二十分之一而已，二方面因油缸的方向固定，開模方向又少了柱塞的面積空間，而使開模力更少於二十分之一，因此會有開模力不足的困擾，這是油壓式曲肘式射出機無法逃避的問題；在大型機因此又帶來不同的困擾，也就是關模油缸因受限制無法做小一些，使得關模低壓的壓力都太大了，對模具保護的效果相對更低。

直壓式射出機就沒有這方面的問題，因為關模和高壓鎖模式不同的油缸控制，快送缸可依實際需求設計不會受限，若方向設計正確，開模端的面積還會比關模端大，開模力自然比關模力大了，順帶的好處又有利於低壓關模的準確度。
9.
全電式機開模行程都比較短，你們的開模行程比較長嗎？
一般曲肘式射出機的開模行程因曲肘角度問題大多約等於支柱內距尺寸，少部份設計稍大但也不會超過10%，但極限位置推曲肘時因幾何角度而需較大推力，這會增加曲肘的重磨耗而影響壽命，日本全電式機這方面非常保守，大多還少約20%，如機器的支柱內距是410mm時，開模行程大多只設計在約330mm，減少損耗確犧牲開模行程，當然你會感覺開模行程太短，對縱深較長的產品只有換到較大的機器生產而形成管理上的浪費。

直壓式機因無曲肘所佔的空間及幾何角度的限制，開模行程都大於曲肘式機甚多，且開模行程是以「最大模板距離－實際模具厚度＝開模行程」計算，在大多數的情形下開模行程會更大、更好使用，如支柱內距430mm的ATOZ1100機，最大模板距離達800mm，若模厚是400mm則開模行程是400mm，若模厚是300mm則開模行程是500mm，是變動而靈活的。
10.
曲肘式機在高壓下開模瞬間震動相當大，會拉傷斜度較小的產品，你們有什麼方法避免？
不需要避免，因為根本不會；直壓機開模時只是釋放掉鎖模壓力，然後拉開活動模板如此簡單而已，絕不會有震動的問題；曲肘機則是須強力拉開曲肘的直線拉伸狀態，此時哥林柱材質被釋放的能量將壓迫曲肘作瞬間的反彈，這就是震動的由來，越高壓情形就越嚴重，這也是曲肘式射出機哥林柱易斷裂的原因之一，若以電腦修正震波將會使週期時間拉長，而修正太多也會降低拉開的力道。
11.
射出產品毛邊和模板強度是否有關係？模板為何會斷裂？
大有關係，當產品毛邊發生時常是模具、機器、射出、塑料各方互推責任，作為生產工具的射出機只要將模板強度標準提高，就可輕易釐清毛邊問題的責任歸屬。宜得世的製機哲學制定了高於世界標準的標準，在最高系統壓力狀態下實測模板變形度須在萬分之二以下，這個標準的嚴苛程度是大多數射出機的兩倍以上，除非高於機器鎖模力的模具絕不會產生毛邊，模板更不可能會斷裂，可生產更精密的產品。
12.
直壓式射出機在使用「壓縮射出」高階動作時和曲肘式射出機的效果如何評估？
油壓式曲肘式鎖模在高壓鎖入時實際速度急降、壓力急升，這是因為幾何角度構成的放大率形成的自然現象，此時必須一股作氣壓緊、將哥林柱拉伸完成，才不會被哥林柱的彈性係數將曲肘彈回，這造成在實施壓縮射出時第一起始位置的不精確，開始壓縮時因無衝力相助能加壓的幅度有限且不準，因此在壓縮射出的領域常是缺席的份；全電式曲肘式射出機第一起始位置因有滾珠螺桿的支撐可較油壓式準確，在開始壓縮的準確度上也比油壓式好，因為是以附載感應器（Load Cell）偵測施壓較不需衝力配合。

直壓式射出機由於沒有曲肘式壓入時的幾何角度變化造成的干涉，在使用壓縮射出動作時最為直接有效，不但第一起始位置完全精準，開始壓縮時更是因只需以油缸加壓即可達到目的，可完全隨設定條件忠實執行，是最符合壓縮射出動作的理想設計，去年宜得世更成功開發高速壓縮射出技術，速度比全電式更快，承台灣中央研究院高分子研究所奈米研究室採購，作為高階奈米篩網的製作，目前在超薄射出產品方面也已有多項應用實例。
13.
宜得世射出機直壓式鎖模使用拉的方式加壓，和一般直壓式射出機使用推的方式不同，鎖模力量一樣嗎？
推的方式是一般習慣常看到的，因可減少射出機長度的考量而決定使用拉的方式鎖模，油壓鎖模力原理其實都一樣，鎖模力等於油缸面積乘上單位壓力值，一般會想到推力比拉力大應該是由汽車動力印象來的，汽車因為涉及車輛的前後配重比，除了極少數中置引擎的跑車外，大多難以達到前後間50%：50%的完美配重，加上輪胎和路面磨擦力的因素，後輪傳動的推力方式如BANZ、BMW車比一般採前輪傳動的拉力方式的動力略大，但差距其實也是不大的，現在汽車大多寧願犧牲少數推力採前輪傳動方式，主要是組件可以集中化又減少傳動軸的長度，可有效降低成本、減少故障，射出機的射出動作只是單純的高速水平運動，拉力和推力是完全一樣的。
14.
一般直壓式鎖模機構的油箱都設計在上面，你們是大膽採用由下面的油箱往上汲油的方式，汲油過程不會比較不順嗎？
大多數直壓射出機確實都設計由上面往下汲滿高壓油缸的方式，感覺上有自由落體原理的加持安全多了，但缺點就是需要一個獨立的副油箱來配合，觀瞻上卻難免比較不雅觀，保養上多一個副油箱也相對麻煩，在宜得世射出機四缸鎖模的設計規劃中，為維護外觀優雅事實上是沒有空間可以將油箱放在機器上面的，因此必須採用由下往上汲油的方式，其實除了一些空氣栓塞的小問題需解決外，因為理論上原理相同自信一定會達到相同的效果，和嘴巴以吸管吸果汁一樣簡單，也談不上是「大膽」。

直壓鎖模均使用「虹吸液壓原理」，填滿高壓缸的動作並非由泵浦來完成，而是在快送缸高速關模時一併帶動高壓缸前進，此時虹吸作用自然發揮作用將油箱的油同步帶入高壓缸內，這個速度可以比泵浦打油的方式快上數倍到幾十倍都沒問題，而且不需額外使用任何的動力，是最經濟的低壓高速油壓傳送方式。由上往下也是應用一樣的原理運作，若只由自由落體來補充不但比泵浦慢數倍，比虹吸傳送更不知要慢上幾十倍之多，況且也更易混入氣泡造成空氣栓塞現象，看起來安全是因為在滿油閥開關時是在滿油狀態下進行，此部分絕不會混入空氣；至於由下往上汲油的方式，在滿油閥切換時是有可能在循環油未完全飽和的狀態下進行，比較可能混入空氣而造成空氣栓塞現象，尤其是大台機器吸油量大時更可能發生，若未能把握能克服就不敢使用此方式，這是為何市面上都採用由上往下汲油方式的主因，但只要能克服這個問題點就可放心使用，可靠度百分之百相同，射出機的外觀也將更為美觀和洗湅。