摘要：

注塑制品在试模和量产时遭遇的问题，80%源于设计不良。

产品设计时应注意壁厚均一、转角避免锐角、宽裕的脱模角和正确的收缩率。  模具设计时应注意浇口与排气口不应偏小、流动平衡和冷却均衡。  工艺设计时应注意注塑机的规格要依据模具的规格来定和工艺条件的优化。 

设计时遵行上述正确的原则和方法，合格率就可以显着的提高。

一. 前言

原料的上涨，使得多少注塑业者无利可图而退出市场，真的到了走投无路的地步了吗？ 审视整个注塑流程，往往发现合格率不高引起的材料、能源、人工、时间等的浪费非常可观，如果在设计阶段就正本清源和防微杜渐，合格率的提高就成为顺理成章之事，脱胎换骨的企业不仅营利而且环保，何乐而不为？

二. 提高合格率的关键在于设计

提高合格率的关键在于设计，可从产品设计、模具设计与工艺设计三方面进行检讨和改进，择要说明如下：

1.      产品设计

a.     壁厚均一
壁厚差异大，会带来所有可以想见的大部分缺陷，例如积风(air trap)、喷流痕(jetting mark)、波纹(ripple)、翘曲(warpage)、短射(short shot)、缩痕(sink mark)、缩孔(void)、熔接痕(weld line)、应力痕等。
结晶性塑料产品的壁厚变化，以不超过公称壁厚(nominal thickness)±10%为原则；非结晶性塑料产品的壁厚变化，以不超过公称壁厚±25%为原则。 

b.     转角避免锐角
锐角是应力集中(stress concentration)所在，是产品开裂毁损的源头。
当一90° 转角的内圆角半径小于公称厚度的25%时，角落就会有高的应力集中。 内圆角的半径增加到公称厚度的75%时， 二壁相交处就能进而强化。 可接受的平均内圆角半径是公称厚度的50% 。

c.      宽裕的脱模角(draft angle)
脱模角太小，会导致顶白、拖白或周期时间长等缺陷。
脱模角以不小于0.5°为原则，而以大于1°为宜。  当然，在客户可以接受的范围以内，脱模角是愈大愈好。

d.     正确的收缩率(shrinkage rate)
大部份发表的收缩率， 是以3.175mm (1/8吋)的壁厚为准。  但是当前产品采用的塑件厚度超过3mm者越来越少， 根据3.175mm壁厚的收缩率决定的型腔尺寸往往偏大，成型的薄壁塑件也随之偏大，合格率自然偏低。

2.      模具设计

a.     浇口(gate)与排气口(vent)不应偏小
浇口与排气口是注塑产品的任、督二脉， 二脉不通，百病丛生，常见的问题包括浇口晕(corona)、喷流痕、波纹、银线、褐线、翘曲、短射、缩痕、缩孔、熔接痕、气痕、焦痕(burn mark)等。
浇口厚度因材料与加浇口处的产品厚度而异，但以不小于加浇口处的产品厚度的60%为原则。
排气口深度因材料等而异，在不产生溢料(flash)的前提下，排气口是越深越好、越多越好。

b.     流动平衡(flow balance)
就单型腔而言，流动平衡意味着熔胶波前于同一时间抵达型腔各末端；就多型腔而言，流动平衡意味着熔胶波前于同一时间抵达各型腔末端。
流动不平衡的注塑成型，最常见的缺陷包括了飞边、短射、翘曲等。
同一型腔的浇口数目相同时，流动平衡的浇口设计所须的射压与锁模力最低。
流动平衡的设计，熔胶的压力、温度以及体积收缩率分布均匀，质量均一。
流动平衡是塑料射出成型产品和模具设计最重要的原则之一。

c.      冷却均衡(even cooling)
动、定(core and cavity)模温差太大，往往使得产品变形，而且延长了周期时间。
可借CAE之助，调整冷却液的温度和流量，使得动、定模侧的散热与产品厚度的中心面对称，将扳转产品弯曲的不对称残余应力减到最少，产品尺寸自然稳定。

3.      工艺设计

a.     注塑机的规格要依据模具的规格来定
注塑的许多问题，如降解(degradation)、飞边、翘曲、脆裂、短射、波纹等，都是因为模具与注塑机的搭配不当所致。
正确的做法是做好产品设计后，根据产品设计做好模具设计，然后根据模具设计选择或订定注塑机和周边设备。

b.     .工艺条件的优化
工艺条件的设定只凭经验是不够的，应该以CAE等科学方法找出适用于选定的成型圈(molding cell，包括塑料/模具/注塑机/周边设备的组合)的优化(optimized)注射时间(injection time)、螺杆速度对行程曲线(ram speed profile)、保压时间(holding time)、保压压力对时间曲线(holding pressure vs time curve)等。