橡膠加工流程大解密,射出成型機有很多種?模具又該如何開發?

你想知道橡膠產品是如何製作的嗎?又或者是你想要購入橡膠的加工設備來自己生產橡膠產品,現在正在做研究蒐集資料。不管你屬於上述何者,想了解橡膠的生產過程,都必須先從把橡膠粒變成橡膠製品的魔法師:橡膠成型機說起。而常見的橡膠成型機又可分為射出成型與熱壓成型兩種,有什麼不同呢?

其實有了加工設備還是沒有辦法做出橡膠製品喔,同時你還必須有模具,那到底模具是什麼又要如何開發呢?就讓我們一起來看看吧!

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橡膠射出成型機

射出成型機原理

射出成型技術指的是將可熱塑性塑膠或橡膠的顆粒加熱,再將受熱液化的可塑性流體經由螺桿加壓的方式注入模具中,因為模具的溫度低,可塑性流體又會再次固化,並變成模具中所設計的形狀,接下來再進行脫模(用頂針將成品與模具分離),即可得到成品啦!

如果還是不清楚,下方有動畫可以看喔~

又依型式可分為「立式」及「臥式」

顧名思義,立式射出成型機主要結構就像站立著,模具的開合方向為上下(與地面垂直),臥式射出成型機主要結構就像躺臥著,模具的開合方向為左右(與地面平行)。

立式射出成型機的優點是所占面積小,約只有臥式射出成型機的一半,非常節省空間,且模具的拆裝方便,另因為有重力的牽引,模具內的熱塑流體流動性較佳。缺點則是可塑成品由模具中脫模後,無法自行掉落,需要以人工或機械手臂取出,對於自動化產線來說較不方便。一般來說,小型的射出成型機多採用立式結構。

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立式射出成型機

臥式射出成型機的優點是因為機身低,操作及維護保養容易,另因受重力影響,可塑成品由模具中脫模後會自動掉落,不須額外動作取下,整合進自動化產線相對容易。機身低的另一個好處是,就算設計成大型的機體,作動時也較為穩定,因此中大型的射出成型機多採用臥式結構。其缺點為占地面積大,且模具的拆裝較不方便。

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臥式射出成型機
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橡膠熱壓成型機

熱壓成型機原理

熱壓成型技術是最傳統的成型技術之一,其原理類似金屬沖壓。首先將厚度均勻的可塑性材料(通常為板狀)置入模具中,加熱模具使可塑性材料軟化至可完整覆蓋模具表面,再以機器壓擠或是抽真空以大氣壓擠,經過冷卻階段固化後,就可得到熱壓成型的產品。熱壓成型主要是用來生產具有表面形狀的板狀物體,製造成本較低又可以大量快速壓製,適合工廠大量生產。

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熱壓成型
矽膠熱壓成型機

依擠壓方式又可分為「壓縮成型」及「真空成型」

壓縮成型所需的壓力是藉由上下模具互相吻合,擠壓可塑性材料以形成想要的樣子。而真空成型則是壓縮成型的簡化版,壓力來源是將單邊抽真空,以大氣的壓力將可塑性板材擠壓而貼合模具。

下方影片可以幫助你更有概念:

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橡膠模具的開發流程

1. 你必須先有樣品或產品的 2D/3D 圖

你必須畫出你要製作的橡膠產品尺寸圖且越詳細越好,如果能夠畫出 3D 圖檔更好,這樣一來,向模具廠詢價的時候,他才能正確估價,不然連你都不知道橡膠產品的尺寸,你怎麼能期望模具廠能正確報價呢?

2. 與模具廠進行討論,並著手設計模具

如果模具廠的報價可以接受,那麼你們就可以進行下一步:開會討論細節,並委託模具廠設計模具啦!這時模具廠會對產品進行可行性分析、進行工序排列、確認尺寸,最後再用模具設計軟體繪製模具圖。

3. 模具校對

請務必記得,模具圖繪製完成後,要再三確認尺寸,不然接下來的加工就是按照模具圖上的尺寸下去做喔!做下去後發現尺寸不對,要修改可就麻煩啦!

4. 模具加工

選定模具材料後,就要進行最重要的加工階段,在此階段,模具會經歷切割、削切的 CNC 加工,以及研磨等工序,最後進行合模來檢查是否有瑕疵須再加工。

5. 試模

模具加工完當然就是要測試看看囉!測試模具的這個步驟就叫做「試模」,看看做出來的橡膠成品是否有符合尺寸圖的結果,或是哪邊有瑕疵,如果有瑕疵或與尺寸圖不符,就要進行模具修改。

5. 模具完成

若做出來的橡膠成品經過層層品保的檢驗沒有問題的話,模具就算是完成了。較有制度的模具廠會幫你的模具建檔製作履歷,以便後續查詢,畢竟模具廠或是橡膠加工廠所存放的模具並不是只有你的,還有許多其他人的喔!

橡膠模具
橡膠模具
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