認識模具

 記得1998年我廣州堂叔回家辦結婚酒的時候,見到我問:「國華,你想不想學點技術?」

 在農村誰都希望有一門技術。有了一門技術就等於自己有了一個有保障的鐵飯碗。我毫不猶豫的回答「想」。

 「我介紹你去學模具怎麼樣?」

 「是買衣服店裡面掛衣服的那種模具嗎?」

 土生土長的農村娃--我那時候連模具是什麼東西都不曉得,糊裡糊塗的就這樣跟著我堂叔南下廣東成為千萬個打工一族的其中一員。

 因為我堂叔是在廣州電器研究所上班,負責長城認證的工作,經常會去一些電器,電子公司出差輔導;工作的緣故結識了深圳一家電器公司的老總,曾幫過他一些忙。

 因為之前有打過招呼,這老總一聽說我堂叔推薦人去他們公司,很是樂意。我們剛到廣州就親自到廣州把我接到他公司。

 當時我們在廣州見面的時候,那位老總和藹的問我想學什麼模具?因為我那時對模具大腦裡面的存檔為零,所以我只好回答一切聽從領導的安排。在當時那家公司塑膠模具很吃香,他就把我安排在塑膠模具部學習,這一學就是三年。

 這是一家港資企業,在模具部工作的大師傅都是從學徒做上來的,同樣我們也必須和公司簽訂3年的合約。在這三年裡公司會為我們學員制定培訓計劃和安排工作;我們享有師傅級別的伙食和住宿福利;每年一次薪資調幅,是每次薪資的一倍,但每個月都要扣錢,等到我們畢業時這押金和3年表現的獎金一起發給我們。若誰在3年的時間裡面學會了或者不想學就跳槽的話,所押的錢是不會退還的,作為公司的教育補償損耗費,所以我們大多數師兄弟都會認真地學習直到畢業為止。

 那時我們做學徒三年時間,有機會學習各種技能。公司統籌規劃我們的學習計劃,在不同的時間學習不同的技能、理論結合實際操作,全不放過。

 開始就從生產線實習以為瞭解公司的產品、新模組、修模組、拋光組、銑床組、磨床組、放電組、CNC組、到最後雕刻組。按規定每個組都學習三個月,之後公司根據個人的表現和自己的發展願望選擇工種。

 工作之苦很難形容。初期階段打掃衛生和機器保養,才逐漸學習模具技術和機器操作方法。

 而現在有些公司的學徒可能因為其公司沒建立很好的制度,公司給他們學習的機會,學了一段時間自以為本領很厲害,開始和公司叫板,「加薪就做;不加薪就跳槽」等等各種理由。

 雖然每個人打工或學技術都是為了賺錢,但是也要懂得做人的原則。畢竟公司給了機會就應該清楚怎麼去回報。所以說制度還是很重要的,有了制度就是合情合理。

 經過一段時間的學習和師傅們的交流,才知道模具分為塑膠模具和五金模具2大類。塑膠模具又分為連接器模具、玩具模具、機殼模具、齒輪模具、鞋底模具等等;五金模具分為連續模具、複合模具、拉伸模具、送尺模具、單沖模具和切邊模具等等。我在三年的學習中主要是塑膠模具,所以對五金模具瞭解比較少(那家公司的五金模具和塑膠模具分在不同棟的廠區)。

 大千世界,無奇不有。原來我們隨時隨地都在和模具打交道,隨著塑膠模具的廣泛應用,我們身邊大到天上飛的飛機和宇宙飛船、汽車,小到我們衣服上面的紐扣,還有我們用的電子電器通訊器材、娛樂器材、家用設備、醫療設備等等,塑膠無處沒有,無處不在。模具帶給了我們更好的生活,更好的享受。據第一財經資料統計,2005年中國大陸模具進口總值達到 600 多億人民幣,同時有近 200 個億的出口模具,想想這些天文數字,可想而知模具市場前景有多麼廣闊。時代在日新月異,科技在不斷創新,新時代模具質量的高門檻也讓很多企業望而興嘆。
 
 保證模具質量除了先進的加工設備和高素質的技術人員,還有就是需要優秀的管理。



模具排氣

 長琦電子公司的塑膠模具主打為連接器模具,和機殼模具。玩具模具差異很大;連接器模具由於產品功能特殊化,生產的塑膠原料性能也不一樣。

 連接器模具生產時都是需要加熱的,一般設定在攝氏110至145度左右。由於模具加熱模具材質也發生變化熱漲冷縮,容易造成模具型腔裡面的零件損壞。高溫模具的材料比較昂貴,為了避免裡面的零件損壞而造成沒有必要的損失,設計人員會評估盡量考慮加工方便,價格便宜,效率提升做拆建加工。所以連接器模具零件基本都是靠拼裝起來,就像兒童玩的積木一樣,一件扣一件,一件貼一件,環環相扣,對稱合理。

 生產高溫塑膠原料時會發熱,熱量產生氣體。如果產生的氣體沒有合適的,及時的排出就會影響產品的外觀,飽和,質量等等。所以設計人員把零件拆件加工還有一個好處--方便增加排氣槽。

 在成型試模生產中常會出現填充不足、壓縮空氣灼傷、產品內部過高的內應力、表面流線和熔合線等現象。對於這些現象除了應首先調整注塑工藝外,還要考慮模具進膠口是否合理。當成型工藝參數和進膠口這兩個問題都排除以後;那麼模具的排氣就是主要的問題了。

 解決這一問題的主要手段是開設排氣槽。但是很多連接器公司由於對排氣的認識不夠或不足,很少會重視此問題而針對模具以研究加開排氣槽。我根據我的經驗介紹開排氣的作用和設計方法。

 排氣槽的作用主要有兩點。一是在成型熔塑膠料時,排除模腔內的空氣;二是排除塑膠在加熱過程中產生的各種氣體。越是薄壁產品,越是遠離進膠口的部位,排氣槽的開設就顯得尤為重要。另外對於小的產品或非常精密零件也要重視排氣槽的開設,除了避免產品表面灼傷和射出量不足外,還可消除產品的各種缺陷,減少模具污染等。那麼,怎樣的模腔排氣才算充分恰當呢?一般來說,如果以最高的成型速率射出熔料,在產品上卻未留下焦斑,不會產生毛邊,產品裝配功能無異常,就可以認為模腔內的排氣是充分合適的。

 排氣方式據我瞭解目前有3種開法:首先是模具分模面加開排氣:排氣槽在排氣的同時,其尺寸設計應能防止塑膠溢進槽內產生毛邊;其次還要防止排氣堵塞,如果堵塞了就沒有起到作用了,因此從模腔內表面向模腔體外緣方向測量尺寸,封膠口槽深需要根據塑膠原料的性能而定,如LCP,PBT,PA46,PA66, POM為0.008mm至0.010mm,ABS,PC為0.015mm至0.020mm都不會有什麼影響的。從模腔內表面向模腔外緣方向測量尺寸為 0.50mm,槽寬6至12mm左右,後面避空槽深度要開大約0.25至0.4mm。當然其寬度應等於分流道的寬度最合適。

 其二就是零件加開排氣。排氣位置應根據公,母模具的結構而選擇。新模試第一次時可以不開,等到試模時確認產品那些地方容易飽模,哪些地方很難飽模,再根據其設計排氣槽。該開一條的就開一條,該開兩條成雙也不礙事。零件加開排氣也是和塑膠息息相關的,不同的塑膠性能深度也不相同,寬度大概選擇在2.0mm左右最合適。這樣做的目的就是預防盲目去開排氣避免造成不良後果和正確加開排氣對模具質量的保證。

 其三則是頂針開排氣,一般在什麼情況下頂針加開排氣呢?如產品很深,零件是大件且多數排氣非常困難的情況下,我們就要考慮在頂針上打「主意」了。我這裡講的頂針並非指單一的頂針,還包括頂針孔,也許很多人都不會相信,「頂針孔是內圓的,而且直徑又那麼小怎麼能夠加工排氣啊」!這不是天方夜譚,的確可以,我加工過很多類似模具。據我瞭解,目前很少企業知道這奇門技術。

 這裡要注意,排氣槽數量太多是有害的。如果作用在模腔分型面未開排氣槽部分的鎖模壓力很大,容易引起模腔原料冷流或崩裂,這是很危險的。除了在分型面上對模腔排氣外,還可以通過在水口流道的料流末端位置設排氣槽,以及沿流道頂針四周留出間隙的方式達到排氣的目的。因為不適當的選擇排氣槽開的深度、寬度以及位置,產生的飛邊毛刺,將影響產品的外觀和精度,因此避空間隙的大小以防止頂針四周出現毛邊為限。這裡應特別注意的是:像我們公司連接器這樣的產品在排氣時,可能連最微小的毛邊也不希望有的。尤其是像I/O和SIM卡的產品,毛邊超過0.02mm可能就會影響產品的導電功能和裝配功能。

 合理的排氣不僅有利於加工排氣槽,有時還可以改善原有的加工難度和方便模具維修保養。這樣模具生產的效率會顯著提升。對於連接器形狀的產品模具,排氣槽的開設;最好在幾次試模後再去斷定。而模具結構設計中的整體結構形式,複雜化其最大缺點就是排氣不良。適當地開設排氣槽;可以大大降低注射壓力、注射時間、保壓時間以及鎖模壓力,使產品成型由困難變為容易,從而提高生產效率,降低生產成本,降低機器的能量消耗。



模具鉗工

 做學徒時學的專業知識很廣泛,包括車、銑、磨、刨、電、雕、CNC等等,但是最後我還是選擇了鉗工。並不是感覺鉗工很輕鬆,而是覺得很充實。

鉗工,講複雜些就是指各種機械加工。模具鉗工就是指新模組立和舊模維修。連接器的模具鉗工很重要,一套新模的成與敗除了模具設計就非鉗工莫屬了。

 即使模具設計師再優秀,都不可能保證設計的圖紙100%正確,我在幾家連接器公司做過,見到每家企業有不同的預防措施。有的是模具設計師把圖紙設計出來後交給設計部門主管或者模具部的主管級以上的人審核(上家企業就是模具部的協理親自審核,每晚深夜我們都下班休息了他一個人還在一絲不苟的審核圖紙,發現問題次日會召集所有的設計師,一點一滴把發現的問題講出改善方法,直到所有設計師理解並消化為止,正是因為它的能力和精神,那家公司在他加入沒有多久,就把東莞正葳集團的高難度的訂單一批批接下並按期保質保量完成,其中有諾基亞的I/O主體,SIM卡,藍牙等一系列技術含量相當高的產品。他的技術和敬業精神深深的把我們感動了,當然我們這些他最得力的助手也沒有讓他失望過。),發現模具結構不合理馬上找來設計師溝通,把問題點反映給設計師,及時糾正錯誤,不要等到圖紙發出去加工,加工完後組模才發現模具結構問題多多。到那時才來糾正就損失慘重了;模具要重新設變,零件重新加工。

 低級的失誤浪費了公司大量的財力,人力,物料;這些可能影響不是很大,重點是不能按時交付樣品給客戶對公司造成的負面影響。輕者可能訂單減少,重者也許客戶把單都取消了。

 也有的是模具鉗工師傅審核,一般有多年連接器模具資歷的大師傅都具備這些能力,除非是個「水貨」。優秀的模具鉗工會不僅有審核圖紙的能力;當設計師把圖紙繪製出來後,由鉗工來審核,檢查模具的結構是否合理,拆出來的零件加工是否簡單化,還要評估模具的壽命能否保證等等。

 另一種就是模具設計師出圖後不經過任何人審核直接排單生產加工,這種不規則作業方式會產生的後果,可能不講也很清楚了。

 模具鉗工在處理新模時,不是簡單的坐在那裡等零件加工完成後光組立就可以了,而是要全程掌握模具的進度、對模具加工的每個流程非常熟練、清楚手上的模具零件什麼時間該完成、完成到那一個工段、能不能在客戶要求的時間內保質保量提前完成、遇到意外時(原計劃零件排程很充足,但是難免會因為個別同事的麻痺大意而加工錯誤或者尺寸加工不到位等)能不能第一時間補救、發生的異常有那些,甚至還要考慮模具完成後試模有幾成把握。

 在我原來那家公司有個規定:每套新模最多允許試模3次,3次後超過一次試模費用鉗工師傅負責一半。這樣雖然有些不妥並對那些師傅不公平,但是這樣一來沒有人敢隨隨便便把模具弄好就試模了。而且師傅們會非常細心,每次試模親臨現場守著專業的成型技術人員邊看邊分析異常問題,提出改善對策處理好模具。

 當然,每個公司有不同的制度,有了制度約束或許各方面都比沒有制度強勢,兩者結果也大不相同。

 一套新模開出來不單是看試出來的產品是否達到所需求標準,還要考慮到後續的量產模具壽命。很多新模開始試模不會出現問題,但是經過一段時間生產後問題會接二連三的發生,不能夠持續正常生產,這就跟模具的結構有關聯了。如何避免就要從頭做起,從新模開始。怎麼做呢?簡單的列子:碰到對插的零件而沒有進行拆件加工(做成整個的),在生產時對插的次數多了,零件肯定會磨損或者斷裂。遇到這種情況零件很小燒焊不可以的,因為用氬焊燒會把旁邊的零件熔壞,用激光焊燒費用貴不說質量且不能得到保障;假設換一個零件費用又太貴了不值。如果把零件改成拆件加工,把對插面的零件和整體的零件拆開分為多個,這樣不但方便加工,即使壞了更換一件也不會損失很大,模具的壽命也會大大的延長,何樂而不為?

 模具維修,顧名思義就是指對模具修修補補了,有壞的零件就更換,沒有零件就加工。很多同事都是這麼認為的。有些企業的領導者對待模修的觀念也不一樣,或有或無都無關緊要,理所當然對待模修這一工種就疏遠了。

 正所謂外行看熱鬧,內行看門道。我們可以說開新模是為了打開市場,那麼模修就是為了穩定企業市場。如果量產的模具沒有按照當初設計時定下的標準生產,公司生產這些產品肯定很難有利潤,即使有也不會有很多。開公司就是為了要賺錢,虧本的生意誰會去做呢?如果公司裡面的模具整體狀況很穩定,也許我們安排一些一般的技師就可以搞定了,比如每天處理模具的時候做到以下步驟:

 1.認真地檢查頂針是否有漏裝.反裝(指有方向的).規格不符(太長,太短,太細)以及頂出是否暢順。
 2.模仁是否裝平,漏裝.裝反.缺角.圓角.崩裂變形。
 3.滑塊定位珠露出的高度是否合適,彈性是否良好,位置是否正確,滑動鬆緊是否適當。
 4.各個部位的螺絲是否縮緊,有無漏裝,並察看模板方向是否一致,頂針有無方向和標識。
 5.模具完成後,必須合模確認靠破位,碰穿位的效果,並察看零件對插是否正常,特別注意小針,小 PIN 有無損傷或者斷裂.折彎.變形等。
 6.檢查進膠口是否被堵,料咀有無漏裝,是否有R角,方向是否定位好。
 7.最後檢查公,母模流道是否光滑,轉彎處是否修成R角。

 真的要做到上面這些也不是很容易的,往往很多模修師傅都能夠達到上面的水平,但是處理得模具不是短穴嚴重就是到處是毛邊。一名合格的模修技術員除了具備以上的基本技能外還要懂得很多方面,如基本的模具設計和模流分析,模具出現異常採取的維修對策,有很強的尺寸意識觀念,以及端正的做事心態和精湛的做事手法。

 為什麼這樣說呢?懂得模具設計就能夠很快的摸清楚模具的結構,很快的就掌握了產品的性能,對模具的異常第一時間就能夠發現出來,及時的處理到達預期效果。維修對策指的是模具出現異常所採取執行的對策,有的公司如果模具維修部門有一定的規模,公司流程很齊全,都會配備1--2名專業的模具維修對策工程師。模具維修對策工程師能力要很強,他所寫的維修對策如果模修師傅按照對策去執行結果卻沒有效果,模具不但沒有修好反而比維修前更糟糕,這是行不通的。

 連接器的模具零件尺寸必須管控很嚴格,差個0.001mm或者0.002可能就會影響產品的裝配和功能,不像那些機殼模差幾絲都無關緊要。怎樣去管控尺寸呢?首先要瞭解圖紙所標注公差範圍,甚至還要分析公差標注是否合理。比如housing模具公母模對碰零件的尺寸公差,如果多0.01mm可能會使對碰面的零件很容易損壞,反而少0.015mm就會造成產品對碰面毛邊了。所以尺寸的精密度,關係著模具的質量和壽命;沒有尺寸觀念即使有再好的設備生產出來的模具未必精密。

 如果模具鉗工心態不端正手法正確性馬馬乎乎,草率了事,即使所有的零配件都是很精密,也許到了這些人手裡可能不是這裡碰傷了就是那裡劃花了。

 精密的連接器產品要求很嚴格,毛邊一般不會超過0.005 mm。如果像我們生產的I/O產品可能要精確到0.005mm才能保證裝配產品能夠順利通過 CCD 的檢驗。零件加工完成後都會帶有磁性(零件在機台上面加工靠吸磁粘住加工),做事粗心大意的鉗工認為這有什麼關係,其實沒有退磁影響很大的。零件會在加工,運輸,組裝過程中黏住灰塵和粉末,對模具的質量有致命的打擊和破壞。所以有的鉗工師傅認為很奇怪很納悶:所有尺寸都符合要求怎麼會總是有毛邊呢?也許他做夢都沒有想到是一些灰塵在和他玩遊戲。

 讀過書的人懂得理論知識,而模修很多靠的就是實踐經驗,模具接觸多了實際經驗也就廣泛。書我們可以去讀,但是課本上面沒有的知識我們僅能憑經驗去摸索,去判斷。有充足的經驗缺少理論知識也不行的,只有實踐經驗和理論知識相結合,發出來的威力才是巨大的。

 「要做就做最強的」這是鴻海集團老闆郭台銘先生的豪言壯語。深圳模具公司遍地開花結果,真正有實力的屈指可數。在模具這行待的時間長,就發現渾水摸魚之徒,濫竽充數之輩隨處可見,有的人牛皮吹得梆梆響,工作了多少個N年,有多麼的精通技術等等去蒙蔽領導同事。更有些企業裡面出現強權,霸權管理方式,即使技術能力只有一般但能夠得到領導的寵愛就是一名優秀的員工,照樣很「搶手」。這樣的管理方式難免會造成有實力的技術員嚴重流失,企業最終只能面臨缺乏優秀的技術人才而成為擴大發展的瓶頸。

 技術沒有誰高誰低,只有做出成績才是硬道理。我們不怕模具爛,再爛的模具我們都能夠修好;最怕的就是人爛。

 任何事情處的時間久,接觸比較深就發現很多的問題,很多的矛盾。「與其讓矛盾長期潛伏,不如讓他暴露出來解決他」,這就是我的原則。

 創新是指什麼?別人沒有想到的我能夠想到,別人不能做出來的我能夠做出來,這就是創新。

 

[回上層目錄]

 

除商業用途,歡迎轉載。
轉載時請勿更改、刪減、或增加任何文字;並請註明出處。
以上文字或圖片若有侵害到任何人的權益,請來信至
dcc@act-ioi.com.tw