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從能用到精密耐用的押出模具-- CNC × 電鍍 × 拋光

2025.10.03

押出模具亦稱平面模具,從設計到製作需要數十道程序,押出模具設計的困難度是多數人所熟知的,然而許多人不明白的是,由兩片或數片鋼材以及相關配件組合成的押出模具,加工能有多複雜與困難?會有這樣的迷思一點都不奇怪,因為多數人只看到模具外觀,鮮少看到模具內部,即使看到押出模具內部那弧形或直線型的流道,也不明白加工困難度所在。

 

事實上模具加工可以說是實現完美模具設計圖的重要程序,同時也深深牽動押出模具性能以及透過模具成形的產品品質,只要有任何一道加工程序不到位,就會對押出模具產生不同的影響。

 

延伸閱讀: 打造完美押出模具:從設計到品質控管的全過程

 

每一刀都是關鍵押出模具CNC加工

 

CNC加工對模具來說,就像是房子的地基一樣,模具內部流道、模唇以及各種大小孔位,都需要透過CNC加工完成,而因為押出模具必須在平面鋼材上加工出不同弧度以及深淺的流道,等於在一個工件上同時存在平面與曲面結構,光是如何選擇適用的CNC設備,就是一門專業。常見的三軸CNC加工機不足以製作出精密幾何流道的押出模具,四軸以及五軸CNC的刀具可以有更多的角度接觸工件,適合用於複雜的弧度曲面加工,高軸數也可以減少工件翻面次數,提升效率的同時已可以降低操作誤差,光學模具或是精密度高的塗佈模具就需要高軸數的CNC製作。


 押出模具同時存在平面與曲面結構,光是選用適合的CNC設備就是一門學問。

 

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然而相較於三軸CNC加工機,四軸或五軸CNC在設備成本上較高,更困難的編程以及高精密的操作技巧,稍有不慎,如:留下加工刀痕,如果後續加工處理不妥,就會造成押出模具使用上產生流痕、死角等,加工誤差過大就會讓各個零件組合間隙過大導致漏料,或者不良的CNC加工導致鋼材產生內應力或變形,就會讓押出模具產生裂痕,縮短使用壽命。

 

多軸CNC設備成本高,對於編程與操作技巧要求也高,卻是精密模具加工必要的設備。

 

從簡單能用到精密耐用押出模具電鍍工藝

 

電鍍層對押出模具來說最主要的功能就是提升表面硬度,延長使用壽命,同時提供防護作用,避免押出模具平面因為塑料中含有具強酸或強鹼的添加劑對鋼材造成腐蝕。


鍍層可提升表面硬度,同時具有防護作用。

 

電鍍施作的難易和工件息息相關,平面工件只要避開邊角鍍層厚度問題,是電鍍最簡單與基礎的工藝,相比於平面電鍍,曲面電鍍則需要較多的治具、輔助陽極以及電鍍液的控制,難度較平面電鍍高得多。

 

然而押出模具的電鍍工藝更加困難,工件本身就屬於平面與曲面的結合,要在平面部分維持均勻鍍層厚度,曲面部分則須避免凹陷處與凸出處鍍層厚度差異過大,平面與曲面的交界處要避開鍍層不均以及應立集中,需要特別治具以及多段電鍍控制,甚至需要多次電鍍,才能讓平面曲面都達到鍍層厚度均勻以及鍍層附著良好,這樣複合電鍍工藝需要相當精密的計算與操作,單純平面或曲面的電鍍工件能夠輕易達到簡單能用,但對押出模具來說耐用精密才真正展現電鍍的極致工藝。


平面曲面同時存在的工件,要用複合電鍍工藝才能達到理想結果。

 

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精緻打磨才能發光發亮研磨與拋光

研磨與拋光是押出以及塗佈模具中相當重要的製程,特別是接近模唇的成形段區域,看起來不起眼的平面,卻是重重打磨才能達成的結果。首先模具鋼材決定研磨拋光的難易,相較於常見用於製作押出模具的模具鋼,研磨拋光工藝要求在多使用高硬度不銹鋼的塗佈模具來說,就更顯得重要,由於塗佈模具無須電鍍製程,塗佈模具的精度以及Ra0.01um的表面粗糙度要求,都仰賴研磨拋光工藝達成,透過多種研磨拋光技巧,以及特殊的精密平面研磨機來控制微小的進刀,達成最佳平整度。

 

特殊精密平面研磨機可控制微小進刀,用於塗佈模具需求的精度以及最佳平整度。

 

對於需要電鍍製程的押出模具而言,鍍前與鍍後都需要研磨拋光來強化鍍層功能,押出模具屬於具有凹槽以及孔洞的大面積平面工件,常見的寬度為1000-3000mm之間,寬度越寬就越難保持齊一的平整度,稍有偏差就會讓鍍層產生不均勻光澤,因此鍍前就必須確平面的潔淨無雜質與平整,否則電鍍後會導致缺陷更明顯,鍍前研磨拋光需考量鍍層附著,因次不能過度拋光,鍍後的多道工序精研磨與拋光,才能讓表面粗糙度達到Ra0.01-0.03um,這是為了確保流體能在模腔內流動順暢,避免殘料與積碳,也能增加產品表面透光率與光澤度。

 

研磨拋光對於押出模具鍍前與鍍後製程,都具有關鍵影響。

 

延伸閱讀: 一點都不粗糙的表面粗糙度

 

押出模具以及塗佈模具的製造,並非單純的實踐「設計藍圖」,而是一連串極度講究的精密工藝組合,設計是模具的靈魂,模具製作加工則是賦予押出模具以及塗佈模具更多層次的生命力,要製作出能用的模具並不難,但唯有精密穩定的模具,才是提高產品質量與效率的真正核心。