什麼是注塑模具逆向工程

工作人員正在3D掃描沙模具，image source： Shining 3D

在製造業的世界中，注塑成型是一種廣泛應用於生產各種塑膠零件和產品的技術。而這個過程的核心是注塑模具，也被稱為模具，它在塑件的成型和形成中扮演著關鍵的角色。然而，當這些模具變得過時或無法使用時，該怎麼辦呢？這就涉及注塑模具逆向工程的概念。我們將看看逆向工程的以及它如何應用於注塑模具，及當中的原理、技術和好處，揭示它如何使製造商能夠以精確和高效的方式重新創建、修改或優化模具和工具。

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本文章內容目錄：

逆向工程的定義
模具逆向工程的目的
模具逆向工程的優點
模具在注塑過程中的作用
注塑過程
注塑模型尺寸準確的重要性
注塑模具逆向工程逐步流程
注塑模具逆向工程例子

逆向工程的定義

image source： Shining 3D

逆向工程是指透過檢查現有成品或主要工業製造的產品的結構來提取設計元素的過程。逆向工程旨在盡可能準確地再現現有物件。此流程可用於多種目的，例如改進現有產品、複製過時的組件或研究競爭對手的產品。逆向工程通常用於製造和工程領域，以深入了解產品的設計方式、功能和限制。

模具逆向工程的目的

磨損、損壞或已達到其使用壽命的模具時，就需要更換新的，或有可能該模具甚至在 3D CAD 設計出現之前就已經製做了出來，又或者模具建構者可能無法提供 3D CAD 數據，又或隨著時間的推移而遺失。這種種原因都導致你想進行模具逆向工程。

模具逆向工程的優點

逆向工程是注塑模具領域的一項重要的技術，它具有多種優勢，有助於提高成本效益、改進設計和性能以及使用過時或損壞不可用的模具。

節省成本：逆向工程可以透過提供更具成本效益的方式來重新創建產品，從而節省產品開發成本。它讓公司在創建新產品時避免從頭開始，並可以減少開發時間和成本。

改進的產品設計：逆向工程可以透過確定需要改進和優化的領域來幫助改進現有產品的設計。它還可以幫助工程師了解產品的工作原理，從而實現更好的設計和更有效率的製造流程。逆向工程改進注塑和模具設計和性能的機會。透過分析現有零件，製造商可以確定需要增強或優化的領域。他們可以完善設計，進行必要的調整，並進行改進以增強功能、耐用性或美觀。這種迭代過程使製造商能夠微調模具和工具，從而獲得卓越的性能和更高品質的成品。逆向工程可以探索替代材料、製造流程或設計配置，從而提高效率、減輕重量或增加強度。

產品相容性：逆向工程可以幫助確保替換零件或產品與現有產品相容。這對於擁有不再生產的舊產品的公司特別有用。

注塑模具逆向工程的一項顯著優勢是其成本效益和節省時間。創建模具和工具的傳統方法需要從頭開始，這可能既耗時又昂貴，特別是對於複雜或複雜的零件。逆向工程讓製造商透過分析和複製現有零件來重新創建模具和工具。這消除了對大量設計和開發流程的需求，從而顯著節省了成本和時間。

製造商可以利用逆向工程來修改或複製現有模具或工具，而不是投資新工具，從而縮短生產週期並加快上市時間。

注塑模具逆向工程的另一個顯著好處是它能夠提供對過時或不可用模具的存取能力。隨著時間的推移，隨著材料或設計標準的發展，或原始工具供應商的消失，模具和工具可能會變得過時。逆向工程使製造商能夠透過捕捉原始零件的幾何形狀、尺寸和規格來重新創建這些過時或不可用的工具。這允許複製不再在商業上可用的工具，確保生產的連續性並最大限度地減少停機時間。逆向工程也可用於開發用於維護或維修目的的備件，從而延長現有模具和工具的使用壽命。

模具在注塑過程中的作用

模具在注塑過程中起著至關重要的作用。它們是製造複雜、精密和高品質塑膠零件的關鍵零件。模具通常由鋼或鋁製成，由兩半組成：型腔和型芯。模具是指模具的整體設計和構造，包括注塑過程所需的通道和功能。

注塑過程

注塑的第一步是模具的準備。模具通常由鋼或鋁製成，由兩半組成：型腔和型芯。這些半部經過精密加工，以形成最終產品所需的形狀。然後將模具安裝到射出成型機上。

接下來，將塑膠顆粒或顆粒送入射出成型機的加熱筒中。在機筒內部，塑膠材料因熱和旋轉螺桿產生的摩擦而熔化。一旦塑膠處於熔融狀態，它就會在高壓下透過噴嘴和澆口注射到模具型腔中。

熔融塑膠填滿模具型腔並形成所需產品的形狀。保持壓力直至塑膠凝固。模具內的冷卻通道有助於加快冷卻過程。塑膠凝固後，打開模具，使用頂針或頂板將零件頂出。

注塑模型尺寸準確的重要性

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精度和品質在注塑過程中至關重要。作為一種生產各種塑膠零件的製造技術，注塑成型需要高水準的精度、一致性和對細節的關注，以滿足各行業的嚴格要求。精度在注塑成型中至關重要的關鍵原因之一是確保尺寸精度。許多塑膠零件具有嚴格的公差，必須滿足這些公差才能確保正確的配合、功能和組裝。精確的模具設計、模具和製程控制對於始終如一地實現這些公差至關重要。任何與指定尺寸的偏差都可能導致零件無法正常運作，從而導致產品故障或客戶不滿意。

因此，在3D掃描中，要用計量級3D掃描器才能獲取到高準確度的3D掃描數據。

注塑模具逆向工程逐步流程

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1. 取得需要逆向工程的所需注塑模具。

2. 3D掃描：注塑模具逆向工程中的 3D 掃描是獲得準確且詳細的測量結果。傳統的測量方法，例如卡尺或座標測量機 (CMM)，可能非常耗時且容易出現人為錯誤。另一方面，3D 掃描器可以對複雜的幾何形狀進行非接觸式、快速且高精度的測量。它以極高的精度捕捉零件或模具的複雜細節，包括曲線、圓角、底切和精細表面特徵。這些詳細資訊可作為逆向工程過程中後續步驟的基礎。
3D 掃描技術的另一個顯著優勢是能夠捕捉物體的完整幾何形狀，包括其外部和內部特徵，這對於注塑模具尤其重要

3. 點雲產生：3D 掃描器建立點雲資料集，該資料集是代表模具表面的數百萬個 3D 點的集合，可以進一步處理。

4.將掃描數據轉換為CAD模型
掃描出來的模型都是STL，OBJ格式，而這些格式大部分CAD 軟件例如Solidworks軟件都不太有效處理，所以導入CAD 軟件前，先要將掃描數據轉換為3D CAD模型檔案。Quicksurface 軟件正正能幫工程師輕易將STL，OBJ 格式變為 CAD 檔案格式，Quicksurface 本身也有插件可以直接安裝到SolidWorks 中，方便工程師在SolidWorks 中直接打開 STL，OBJ格式的3D掃描模型。

5. 清理和特徵提取：在Quicksurface軟件工程師可以移除掃描模型中的任何雜訊或錯誤。並可以識別並提取掃描模型中的關鍵特徵，例如孔洞、曲線、圓角以及注塑過程中必需的其他細節。

6.CAD建模：3D 掃描資料經過處理後產生CAD 3D 模型，用電腦輔助設計 (CAD) 軟件例如Soildworks對此注塑模具模型進行操作、修改和最佳化。此3D模型可作為逆向工程的基礎，讓製造商進行設計修改、最佳化零件或工具以提高效能，或重新建立工具以用於生產目的。

7. 設計修改（如果需要）：修改或最佳化 3D CAD 模型以滿足特定要求，例如減輕重量或增強可製造性。

8. 模具設計：使用CAD模型，應建立模具設計以生產逆向工程零件。模具設計考慮分型線、拔模角、澆口位置、頂出系統和冷卻通道等因素。

9. 模具製做：有了最終CAD 檔案後就會利用CNC 機器製做模具，工廠人員會定義用於製造注塑模具的 CNC 工具機的刀具路徑。此程序確保模具加工準確、精密。使用CAM程序以適當的材料（例如鋼或鋁）加工製做模具。模具應以高精度製造，以確保正常功能和耐用性。一旦注塑模具準備好，就可以透過注塑製程生產塑膠零件。這包括熔化塑膠材料，將其註入模具型腔，並在彈出成品部件之前使其冷卻和固化。

10. 品質控制：利用3D掃描技術檢查透過逆向工程製做的新模具，當中可以使用Geomagic Control X檢測軟件將逆向工程製作出來的模具個CAD 檔案進行對比來檢測，確保其符合要求的規格和品質標準。這涉及尺寸測量及功能測試。