塑胶模具设计之镁铝合金成型技术
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鎂鋁合金成型技術
徐昌煜
Charles Hsu
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
熱室壓鑄
Hot Chamber Die Casting
1、開始
2、射出
3、脫膜
冷室壓鑄
Cold Chamber Die Casting
1、開始
2、射出
3、脫膜
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
觸變成型(Thixomolding)
由塑膠射出成型衍生應用在金屬的製程，主要
是將金屬顆粒由料管加熱及螺桿轉動剪切的熱
/機械(thermal/mechanical)作用轉變為具有觸
變(thixotropic)性質的半固態黏漿，再以螺桿
推送射入型腔內凝固成型。
觸變成型Thixomolding
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding 觸變成型(Thixomolding)
美國Dow Chemical公司於1991年獲得美國第5040589號專利。Dow Chemical於1990年和另五家公司在美國密西根州聯合投資成立了Dow Chemical Thixomat Inc.；這家跨公司的業務包括
了技術合作授權、原型產品試製、製程改善等。Thixomat授權生產觸變成形機的公司包括日本製鋼所(JSW)和加拿大的Husky。
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding 流變成型(Rheomolding)
結合塑膠射出成型及流變鑄造(rheocasting)的
製程。熔融金屬由料管冷卻，其凝固組織又被
螺桿轉動產生的機械剪切所攪動，變為具有適
當微結構的半固態金屬，在層流條件下以螺桿
推送射入型腔內凝固成形。
流變成型(Rheomolding)
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding 流變成型(Rheomolding)
美國康乃爾大學射出成型計劃(Cornell
Injection Molding Program)研發的新機器與新
製程，於1996年獲得美國第5501266號專利。
四位發明人K. K. Wang、Hsuan Peng、Nan
Wang和Shau-Poh Wang皆為華人。
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding 半固態金屬射出成型是結合金屬壓鑄與射出
成型的新技術，是能大幅改善金屬壓鑄製品
品質的革命性製程。這項技術不僅維持了傳
統壓鑄生產速度快、尺寸精度高等優點，也
降低了元件中的氣孔及縮孔含量，因此，可
大幅提高產品的機械性能，達到淨形(net-
shape)鑄造及可熱處理鑄件的要求。
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding 半固態金屬射出成型技術已被用於製造汽車
零件、電子資訊產品零件及外殼，以及各種
需要強度高、氣密性佳之精密零組件。
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
優點
與傳統壓鑄相較，半固態成形製程的優點主
要來自兩方面：適當的流動性及較低的成形
溫度。
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
優點
(1) 由於半固態金屬充模較平穩，模具設計時
較不需溢流槽，製品後續加工較少，加工成本
降低，廢料損失較少。
(2) 以層流(laminar flow)充模的成型方式可以
電腦模擬、預測，以進行有效的模具設計及最
佳化工藝條件的選定。
Semisolid Metal Injection Molding
Diecasting
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
優點
(3) 半固態漿料以層流方式充模，捲氣的可能
性大為減少，氣孔含量減少，產品性質穩定，
並可作熱處理來進一步改良機械性質。
(4) 半固態漿料的熱含量較熔融金屬低，加上
以高壓成型，因此凝固至完全固態產生的縮
孔較熔融金屬為少，機械性質較佳。
半固態金屬射出成型Semisolid Metal Injection Molding
優點
(5) 半固態金屬充填時對模具的熱衝擊較低，
因此模具壽命增長；這一方面是由於工作溫度
較低，另一方面是由於半固態金屬黏漿以層流
充模之熱傳係數遠較熔融金屬充模時之紊流
(turbulent flow)之熱傳係數低。實驗結果顯示
，模具表面溫度峰值、溫度梯度及溫度升高速
率均大幅降低70-80%。