押出生產線中的關鍵零組件非押出模具莫屬，經過產線前段的融溶、混練程序後，塑料被擠出模具內後形成所需的產品寬度與厚度，塑料出模具後再經過定形，押出模具肩負如此重要的功能，當模具應用生產高精密的產品時，比如：光學板、膜，食品用薄膜或淋膜，醫療與電子用品等， 押出模具除了需要經過高精密加工處理之外，為了讓產品品質更能穩定控制，行之有年的自動模具在近幾年的需求，有顯著的成長。

 

何謂自動模具?

自動模具簡單來說，就是用自動控制系統取代傳統押出模具調整模唇開口的機構，讓模具在生產過程中，達到更細緻的厚度調整，兼具提升產品品質(厚度更加均勻)、節省原料損耗以及降低生產成本等優勢。

 

自動模具就是用自動控制系統(圖右)，取代傳統押出模具用螺絲(圖左)調整模唇的機構

傳統模具和自動模具的差異

常見的傳統押出模具，透過手動調整螺栓方式來調整模唇開口，進而控制產品厚度，不過這樣的操作方式有幾個侷限性：

 

1.   精細度不夠。模唇調整螺栓是透過螺紋的間隙做為調整行程的依據，但如果遇到要調整的行程小於螺紋間隙，就難以計算精準度。

比如：以差速螺絲來說，每一轉的調整量為0.5mm，如果要調整0.25mm時，就很難去精準控制。

 

                                                                        傳統押出模具利用螺紋間隙確認調整的行程。

 

延伸閱讀：押出模具模唇開口調整三大密技

 

 

2.    人為操作的差異度。由於螺栓為手動式調整，因此不同人員操作時，會出現不同調整手法產生的誤差現象，如果是在非生產過程中調整，還能夠以工具量測誤差值來補正，但如果是在生產過程中調整，則無法透過工具逐一補正，極容易因為人為操作方式以及經驗不同，產生更多的落差。

 

3.    響應時間過久。以實務來說，操作人員會利用工具或儀器量測寬度以及厚度，達到品質控管的目地，如果發現厚度數據不合格，就會進行模唇間距調整，調整完成後要等下一批產品再度檢驗，才能確定是否調整完成，這一來一往耗費的生產原料費用以及時間成本，都相當驚人。

 

以上第二、三點遇到生產批號規格不同時，可能會耗費更多的調整時間以及調整過程中的原料耗損。

 

4.   線上調整不易。生產過程中有可能因為產線結構設計的關係，致使操作人員難以調整螺絲，加上無法評估需要調整時間長短，在高溫生產的狀態下，操作人員來說，有高風險疑慮。

 

而自動模具搭配回饋式測厚儀運作，透過測厚系統在線量測的即時厚度數據，自動螺栓能夠依照生產數據即刻調整模唇開口，每次調整行程可準確控制在0.25mm，控制產品厚度在更精準細微的公差範圍內，調整的響應時間以及反覆確認調整是否完成的時間，也遠比使用傳統模具產線來的快許多，進而減少生產原料耗損以及生產時間，而且也沒有人員線上調整的安全疑慮。

 

 自動模具(圖左) 搭配回饋式測厚儀(圖右)運作，自動螺栓調整行程可以精準控制。

 

自動模具如何運作

自動控制系統包含硬體以及軟體兩部分，硬體就是指安裝於押出模具，用來取代傳統調整螺絲的機構，市場上有幾種不同的機構設計，其最大的差異點在於驅動螺栓調整模唇間距的方式不同，有氣動式、加熱式(電熱管)以及機械式 (微型馬達)，三種驅動方式各有其獨特點，也都被應用在押出或是塗佈產線上，端看產線需求選擇適合的自動控制螺栓。

 

自動調整螺栓有不同驅動方式，氣動式、電熱式(電熱管，左圖)以及機械式(微型馬達，右圖)

 

氣動式採用空氣壓力來控制螺栓驅動，而加熱的驅動方式，則是運用熱脹冷縮的自然物理原理，透過控制電熱管方式達成恆定溫度來驅動螺栓，而機械式則是透過機械結構的設計，透過控制微型馬達的輸出量來驅動螺栓。

 

自動控制器的軟體控制程式部分，雖然每家廠商寫的程式不盡相同，但現今多半都有其共同點，如:

1.  能夠與各廠牌型號的測厚儀通訊格式連接，以利取得及時量測數據。

2.  操作介面清楚簡單，能夠讓操作者輕易上手。

3.  系統內部資料可以輸出或串聯，方便生產履歷追蹤。

 

操作介面簡單易懂，有助於操作者容易上手。

 

雖然自動模具在近幾年因為全球性大缺工影響，讓更多生產廠考慮使用自動化設備來降低生產成本，同時也能穩定甚至提高產品品質，然而要從傳統產線升級到自動產線，初期的確需要投入較高的成本，這也是讓許多人在決定是否投入前觀望的主因，另一個會讓生產者擔心的就是能否找到適合的供應商，不僅僅能夠提供優質的硬體設備，還能夠協助自動模具系統導入時遇到的相關技術支持，這也是客戶經常擔憂的疑慮。

 

押出模具的AI進化—自動模具

這些擔憂的過程對於生產光學膜為主的M公司來說，是再熟悉也不過的經歷。M公司在疫情期間如同多數公司一樣受到衝擊，疫情過後沒有迎來市場復甦的榮景，反而是市場一片混亂的局面，許多參疵不良的產品在市場上用低價擾亂秩序，對於向來以品質為主要訴求的M公司來說，為了鞏固市場，於是投入資金提升產線，以自動模具以及側厚系統取代原本的傳統模具，改良完成後很快地就能穩定生產，對於原本產線操作人員來說，系統導入時難免不適應，但因為操作容易上手，經過教育訓練與磨合期，不僅快速上手，還大幅降低先前的工作負荷，也能快速彌補先前的生產缺口。

 

 

                                 自動模具系統導入初期投資成本雖然較高，但因為容易操作以及精準度良好，為使用者帶來可觀的長期效益。

 

當越來越多人討論AI(人工智慧)會逐漸取代部分人力工作時，自動模具也像是押出模具界裡的AI，透過軟硬體的系統運作，能夠解決押出產線上模具控制的問題，雖然無法完全取代操作人工，但卻能協助操作人員有效提高生產力，降低不必要的生產成本，如果AI是未來必然的趨勢，那麼自動模具就必然成為想搶進更多市場的最佳利器。