星期四, 5月 19

    3D列印在LSR与发泡模具的创新应用

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    ■华美光学集团瑞皇精密工业

    前言

    瑞皇精密工业股份有限公司,是由自民国78年起用大 竹,后经川竹名义制作灿坤与山本等模具……. 经营塑胶 类模具生产制造,包含眼镜、汽车零件、电器类产品模 具生产制造及塑胶射出等业务,从业人员在模具业界都 有30年以上之经验,并於102年获得华美集团资金挹 注与派驻管理技术相关人才加入,使其成为更好且福 利更建全之公司,并使服务更多元 ,新增内部射出机 大小100T~240T帮客户可提供自己开发模具的试模, 并投入五轴CNC加工机等设备,软硬体设施持续更新 中,并於2018年获得模具创新专利,目前持续成长中。

    先前技术的缺点如下: 原料注入模具内经过加热发泡成型或使用Mucell方式 射出,其因不易控制模内的气体压力保持一致,导致发 泡过程中气体与原料无法完全融合或气体与原料分离, 进而使成品会有局部硬块的问题产生。再者,当原料持 续注入模具内部,而模具却未有效排气的状况下,则会 形成产生充填不完全,即俗称的包风现象,此包风现象 会使成品的不良率上升很多。

    另外,为方便自模具内取出成品,习知方式是在模具 内喷涂离型剂以防止成型材料附著於模具内壁,并设 置一取出设备,将成品由模具内取出。然而离型剂可 能残留於模具内壁,进而影响后续制程,且喷涂及后续清除作业,皆使得制程增加。因此,如何提供一种较佳的射出成型装置跟射出成型方法,实为当前重要 课题之一。

     

    图 1:控制主轴伸长量 ;图 2:矽胶模的模具精准度

    新型态专利模具模腔气压控制 旧型态射出与发泡模具的缺点如下:

    一、发泡模具是由原料注入模具内经过加热发泡成 型,或使用发泡剂加入原料中,又或使用Mucell方 式射出,料管加入惰性气体,但因不易控制模内的气 体压力从射出到保压时皆保持一致,导致发泡过程中 气体与原料在射出过程中无法完全融合或因为气压关 系冷热关系,原本气体与射出原料分离,进而使成品 产生局部硬块,黄斑等等的问题产生。

    二、当原料持续注入模具内部,而模具却未有效排气 的状况下在发泡模具上会形成大泡,在一般模具上则会形成充填不完全,即俗称的包风现象,此包风现象 会使成品的不良率上升很多,又会遇到软质发泡因黏 模而脱模困难跟积热问题。

    为解决这一些问题,所以瑞皇精密公司发展新型态专 利模具,并取得多国发明专利,此发明是提供一种射 出成型装置与新型态模具构造,主要由单纯的透气金 属或造型较复杂的则用3D列印金属行透气异形风路, 该通道可供气体进出与气量大小跟模内压力,该模穴 内部会借由该气体通道或透气金属,经该异形风路预 先注入气体与压力,以使该模穴内部保持一预设压力然后一面射出一面控制模内压力使其一致,且可控制 射出完毕转保压时变为气压为0或是让该气体自该复数孔隙喷出,使一成品脱离该模穴。另外,本发明亦 提供一种射出成型方法。

    图 3: 气体控制发泡注塑成型

    透由创新专利技术,控制模内压力射出到结束尽量保 持一致压力,让其形成发泡率尽量一致,控制射出流 速,均衡模压力等优点,也帮忙产业界解决长久无法解决之问题,并回馈厂商以模具单一授权部分与厂商 一起把饼做大,让亚洲工业在欧美可以更发光发热。

    新型态专利模具 光学LSR创新射出模具 以光学产品由于需透镜将光源集中,因此要极佳的透光度,目前在市面上常见使用的材料为聚碳酸酯(PC) 跟PMMA,PC跟PMMA透光度虽佳,但有易碎、久用后环境上紫外线跟热会使之雾化,而导致透光度降 低的问题,更严重的问题是未来车厂会以电动车并搭 配LED灯为準,宾士,特斯拉等品牌商,为了省电电 动车市场慢慢改为LED灯,而LED会产生端波蓝光 跟后版高温会更容易使PC跟PMMA劣化,故此类的 光学产品有逐渐被硅胶取代的趋势。

    图 4:光学矽胶模具

    但硅胶光学对亚洲是一比较相对陌生的领域,LSR液 态硅胶料是大约18度的料在料管,静态混练棒搅拌 的过程跟A、B剂交链过程会产生气泡,当模具合模后,如无法持续抽气保持模具内部真空,会导致两剂 型硅胶交链时产生的化学气泡留在成品中,致使光线产生阴影或散射,进而影响照明效果,故瑞皇精密工业公司,发明此模具专利针对此一问题进行创新让良率提升并使脱模更好脱模,该技术是透由模具发明专利技术跟透气金属的应用,控制模具内吸真空度并于射出时持续抽气,让品质量产更加稳定。

     

    图 5:金屬 3D 列印专利运用

    气体控制的模具 本发明是提供一种射出成型装置与新型态模具构造, 主要由单纯的透气金属或造型较复杂的则用3D列印 金属行透气异形风路,该通道可供气体进出与气量大 小跟模内压力,该模穴内部会借由该气体通道或透气 金属,经该异形风路预先注入气体与压力,以使该模 穴内部保持一预设压力然后一面射出一面控制模内压 力使其一致,且可控制射出完毕转保压时变为气压为 O或是让该气体自该复数孔隙喷出,使一成品脱离该 模穴。另外,本发明亦提供一种射出成型方法。透由 创新专利技术,控制模内压力射出到结束尽量保持一 致压力,让其形成发泡率尽量一致,控制射出流速, 均衡模压力等优点。■

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    瑞皇精密工业股份有限公司
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