RHCM高光模具技术

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針對這個問 題，最簡單 的action就 是改變水路 的接法（如 左圖），現 固定左上角 的水管為in
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out
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如左邊兩圖為進一步水路 改變工法，這樣改變水路 的佈置的好處是：不用固 定某一條in或out管，只需 要在角部位置 in和out 配 合就可以了。
針對進點拉凹解決之action
1）RHCM母模溫度過高，產品很容易粘母模，增大母模拔模角是解決之方案一
2）hinge的公模側咬花，這樣可以避免料頭的受力集中，但是注意咬花不能太深， 過深的咬花會導致頂針受力過大，會在產品上留下頂針印。
RHCM模具產能之分析
RHCM模具除了以上常發生issue外，成型週期過長，也會導致產能降低。
合模（模溫 100° C）
開始射膠 （模溫 140°C）
b.
62s/0
頂出，取件 開始加熱 （模溫 90° C）
21s
開始保壓 （模溫 142° C）
c.
58s
23s
52s
開模 （模 溫85° C）
25s 49s
冷卻結束， 開始吹空氣 （ 模溫 90° C ）
排出蒸汽 （模溫135° C）
d.
29s
RHCM設備因素
1.升溫時間 該因素涉及到以下四個方面
1) RHCM設備設置最高/最低溫度之range在保證產品外觀前提下,盡量降低最高溫度, 同時,盡可能地升高最高溫度,以達到降低range之效果
機台射出因素(機臺因素)
1.成型時間 根據一般同類尺寸模具射出調機經驗,此參數改善空間不大，可忽略。 2.射出後冷卻時間 射出後最短的冷卻時間,要保證產品外觀,變形度,以及結構特性不會出現異化,從目前觀察 來看,目前調機參數一般在17~24S之間,能否進一步改善待考量,另外要考慮到機臺之間的差 異性。 該因素可以列為關鍵因素重點考量 3.開模-取料-合模時間 該因素涉及到以下三方面 1) 開模後料頭是否自動彈出 據現場觀察,該因素會影響3~5S作業員操作時間,可定義為 重點考量改善因素 2) 模具開合速度差異 現場觀察,該因素差別不超過0.5S,並且改善操作性不大,可忽略 3) 作業員操作熟練程度現場觀察,該因素會影響1~2S,但改善意義不大,如能實行機械手 臂自動作業,可視為改善對策
4.表面浮纖
由於目前採用RHCM成型的產品絕大部分肉厚在0.9mm~1.5mm之間，當模 具溫度較低時（小於120° C），塑膠內部的浮纖在如此薄的肉厚下，還沒來 得及下沉，表面塑膠層就已經冷卻，表現在產品上為表面浮纖。
5.頂針斜銷容易卡死
由於模具在高模溫下長時間工作，當積累到一定的工時時，頂針和斜銷 磨損的相當厲害，再加上RCHM模具為了減少模面的油污，已經盡可能減 少頂針和斜銷的潤滑油，眾多不利因素的累積就會造成卡死現象。
out
在140 ℃下成型，單從加熱時間， 冷卻時間上看會比125 ℃時增加10 秒，而且相對更高的模溫導致模具 冷熱溫差更大，對鋼材抗冷熱疲勞 的性能要求更高，模面更容易出現 油污等連帶issue，更嚴重的是更容 易致使模仁開裂。所以對RHCM模 具而言，我們需要更加平衡的加熱 冷卻系統，需要在相對較低溫度下 成形出較好的產品，儘量縮短cycle time。
操 作 側
如左圖的進點位置，由於操作側平 均肉厚為1.1mm，而hinge側的肉厚 達到1.5mm，且單向截流閥無法達 到截流作用，所以導致bezel在成型 時無法達到充填平衡。縱觀最後的 成型條件，最大射速達到90％，後 端保壓最大達到70％，持續3S，才 能打出較好的產品，這樣hinge側受 到的壓力很大。我認為保壓過大， 射速過高是導致3套剝皮法模具在 hinge側開裂的主要原因。
change
2）模具表面氮化，使硬度達到HRC70。 3）改變進點位置，使之不直接衝擊在母模面上。
change
進點由原來的潛式I型進膠改成牛角＋輔助rib進膠。 這樣做的優點： 1> 使得玻纖衝擊的位置在側壁上（較次要的外觀面）; 2> 進點較小，就算表面發白也不易察覺;
3> 後續避免了料頭的加工。
RHCM 0A
一.RHCM簡介：
RHCM( Rapid Heat Cycle Molding):高速高溫成型技術，在塑膠中加入GF,生 產出來硬度高且具有反光效果的外殼，RHCM能解決普通成型難以解決的 結合線、流痕等產品問題。
二.RHCM原理：
它採用高壓蒸汽，將模具型腔表面加熱到塑膠的熱變形溫度 。因模具的溫 度高，可以保持充分的樹脂流動性，從而實現樹脂的快速注塑和填充；可 以抑制樹脂表面發生固化層，實現無冷卻成形和高光潔度的外觀，克服扭 曲變形、表面凹陷、溶接痕、流痕、波紋、銀條紋等不良現象；它通過只 切換門閥，可使模具溫度速度降低，大幅縮短了厚壁成形的注塑週期，可 降低70％以上;內部壓力平衡，無彎曲變形，降低流動分析的重要；有利於 有機分解塑膠成型、縮短成型週期和晶體化等。
針對剝皮法由於成型條件不當導致開 裂的issue，模具上必須要做的動作：
1）調整進點位置，儘量使充填平衡。
2）修改截流閥形式。 因為模具已經在量產，不適宜（1）的 修模動作，反而（2）的動作顯得更加 靈活。考慮到RHCM模具溫度就很高， 產品很容易粘在模腔裏，所以母模側 不適合做截流閥，因此我們在母模的 流道上做偷肉的動作。
三.RHCM優點：
1. 光滑表面：當注射和壓力進行的過程中，模具表面保持高溫，因此可以形成光 滑的表面，而且可以做發光表面的產品；散射比率：RHCM-2.3(7.9)\\反射比率83.4(76.7)。 2. 當加入GF、CF、MF時，表面效果相當好：一般情況加入之後可以加強產品的 性能，但外觀不是很好，在RHCM中，由於模具表面高溫，GF、CF、MF進入 產品聚合物組成的產品內部 。 3. 高精度壓花：在注射和保壓過程中，模具表面保持高溫。 4. 物理性能變的更高：高溫成型時，產品的表面結晶比率增加。 四.RHCM方法： RHCM主要是針對成型模具。成型模具模仁及外觀滑塊內開設均勻分佈水路﹐ 利用高溫高壓水蒸氣為快速加熱媒體﹐冷凍水為冷卻媒體﹐再用空氣氣管氣 壓﹐通過RHCM設備控制在模仁及滑場內水路中進行切換﹐加熱冷卻模具。
鑽孔法水路是由大水路Φ14和小水路 Φ6組成，小水路距模8.5mm。兩小 水路之間的距離5mm。縱向小水路和 橫向小水路交錯的地方有尖角出現。 上圖中所標識的區域為三套不同模仁 裂開的位置（同一位置）。
操 作 側
in out
in
水路接法如圖（為了避免局部過熱 或者局部過冷，角部的兩支水管不 能同為in或out），由於天側的in管 離角部太遠，而離角部較近的為out 管，這樣導致圖中標識的位置（即 產品的右下角）溫度偏低，結果為 當模溫在125℃時，其他地方的浮 纖效果很好，只有這個位置存在浮 纖。也只有當溫度上升到140 ℃ ， 該位置的浮纖才會消失。
2.油污
由於模具射膠時模具表面溫度達到130° C以上,會導致公模斜銷上潤 滑油滲出,經過高溫高壓會氣化,表現在產品上為表面霧化。 而且油 污和模具頂針，斜銷卡死是一對矛盾體。此issue如果不用固體潤滑 劑，是無法避免的。
3.進點發白
由於RHCM所用的塑膠原料都含有GF（玻纖）。成型時，硬度極高 的GF在進點位置不斷地衝擊模面，導致模具一段時間後會出現一些 細小衝擊痕跡，表現在產品上就是發白。
CENA1含Cr Ni Al 的析出預硬鋼，硬度40－43HRC，具有一定的鏡面拋光 性能和抗腐蝕性，還有較好的易切削性。無需進行熱處理。
S13613Cr系不鏽工具鋼，其具有優良的耐腐蝕性優良的拋光性； 優良的 耐磨性； 優良的機械加工性；淬火時具有優良的穩定性。更重要的是模具 冷卻水道不受腐蝕的影響，熱傳導特性、冷卻效率在模具生命期中均保持 穩定，確保了模具恒久不變的成形時間 。其淬火回火硬度可達到53HRC。 通過對比不難發現，除了CENA1外，其他的均屬熱處理型不銹鋼，硬度都達 到50HRC以上。對於撥皮法來說，可以排除鋼材原因；而對於鑽孔法來說， 採用CENA1這種硬度較低，熱處理穩定性不明確的鋼材，本身就具有一定的 爭議性。我認為導致模仁開裂，CENA1有30％的原因。
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射膠前模仁及滑塊內水 路中用高溫高壓水蒸氣 快速加熱模具到較高溫 度(120度以上)。 射膠中利用蒸氣保持溫 度。 射膠完模仁及滑塊內水 路中停止供給蒸氣﹐轉 通冷凍水進行模具快速 降溫。 降到適當溫度﹐用空氣 管道氣壓吹幹淨水路內 殘留冷水，而產品冷卻 後頂出開模進入第二個 循環。
供給介質：蒸汽180° C
6.進點拉凹
RHCM模具不同于普通模具，對於母模上的拔模角要求更大，因為模溫很 高的情況下產品很容易粘住母模，以致公模進點的受力集中，表現在產品上 就是拉凹變形。
Issue 分析 & Action
針對模仁開裂issue分析： 達鑫模具從剝皮法（HPM38） 剝皮法（S-STAR） 鑽孔法（CENA1 Φ6） 鑽孔法（CENA1 Φ4）都存在開裂現象。兩次撥皮法開裂位 置不同，但是兩次鑽孔法所有模具開裂的問題一摸一樣。此外，榮慶 的＃4（鑽孔法 S136 ）沒有開裂現象。
注：剝皮法 是將模仁分成兩部分，兩半各銑一半水路然後合起來，相對成本較低 鑽孔法 直接在模仁上鑚水路
1）首先從鋼材考慮 HPM38 13Cr系含Mo不銹鋼，經過特殊溶解製造而成的，熱處理變形極 小。此外，耐磨蝕性好，鏡面加工性十分優良。預硬狀態 29-33HRC，淬火 回火後可達 50-52HRC。 S-STAR13Cr系含Mo馬氏體型不銹鋼，經過特殊溶解製造而成的，具有超 鏡面性，高硬度及耐蝕性。預硬狀態 30-34HRC，淬火回火後可達 53HRC。
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所以說，水路工法對於剝皮法的模具來說，對模仁開裂的影響很小，最多只 有5%；但是對於鑽孔法的模具來說，對模仁開裂的影響很大，至少也40%。 3）從成形調節方面考慮 最初的剝皮法模具採用的是I型潛式進膠，8個進點呈對稱分佈，且只做了公模 側的截流閥。
尖角位置應力集中區域
2）從水路工法考慮
最初的剝皮法
水路
水路
水路
稍作改進後的剝皮法
相應的尖角改成圓角
水路
水路
水路
PS:改成下圖形式的水路以後，模 仁依然會裂，但兩次所裂的位置不 一樣，所以我認為水路橫截面的形 狀（是否有尖角存在），對模仁開 裂的影響只有5％。
鑽孔式水路工法
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Result：當截流閥形式修改以後，模具已經全部換成鑽孔法了，所以 這種修模動作是否能解決剝皮法模仁的開裂問題，仍然無法證實。
進點設計分析
對於進點位置的排布，必須在模具設計前就應該通過模流分析來準確設計，不應 該盲目的追求對稱，必須根據實際的肉厚肉薄關係，來設計進點的遠近位置。
如左圖肉薄處的進點距離較近，而肉厚處的進點距離較遠，這樣的進點設計 是十分不合理的；正確的設計應該象右圖，在這樣的基礎上再設計截流閥才 能更靈活地控制塑膠地流動平衡。
中間 時間 1S
等待升溫 時間
開模/關模10S
成型機台
成型設定6S
冷卻 18S
RHCM 設備
等待時間T2 8S 冷卻時間9S 等待時間T4 8S 升溫時間23S
Cຫໍສະໝຸດ Baiducle Time 以上是成型時，TOSHIBA機台和韓國RHCM設備配合的各步驟所需時間
根據上圖標識,成型時可能對Cycle Time影響的因素如下:
針對進點發白解決之action 進點發白的issue主要是由於硬度較高的玻纖衝擊模面造成，只要塑膠裏 有玻纖的存在，且模具硬度一定的話，此issue無可避免。能夠做的只是 減輕發白對視覺的效果或者是降低拋光的頻率，這就是現階段針對發白 issue解決之action。 1）盡可能的減小進點的大小，使得衝擊模面的範圍縮小。
開始冷卻， （模溫 135° C）
供給介質：常溫 水23° C左右
RHCM ISSUE 總匯
1.模仁開裂
由於成型經歷一個高溫到低溫迅速轉換的過程，所以RHCM模具對 模具鋼材的要求很高，必須有較強的抗冷熱疲勞的性能。一旦鋼材 性能不足，很容易發生模仁開裂，這是RHCM模具出現的最嚴重的 issue，而且發生的頻率很高。