淺談快速模具技術過去、現在與未來｜專家論點【郭啟全】

作者：郭啟全（明志科技大學 機械工程系 教授兼系主任、智慧醫療研究中心 教授）

「機械為工業之母」，「工具機為機械之母」，「模具為產品之母」，這是筆者於「精密加工」課程常常強調的一個重要觀念。傳統塑膠射出成型量產所需之模具加工步驟涵蓋銑床加工、鉗工、磨床加工、線切割加工、放電加工或熱處理…等等製程。快速模具（Rapid Tooling, RT）是不以傳統機械加工方式來製作模具。快速模具技術的特色為能於短時間內，以低成本的方式開發出試產或批量生產所需之暫用模具，快速模具技術甚至可以創造出綠色奇”機”。內行人均知道，快速模具技術與3D列印技術息息相關，因為快速模具技術可以視為3D列印技術之延伸，讓3D列印技術於開發階段所具有之利益，直接延續到生產上，快速批量生產所需之新產品，達到快速製造（rapid manufacturing）目的，以取得市場領先之優勢。所以，使快速模具技術具有產業利用性與工業實用價值。一般常見的快速模具為「矽膠模具」或「金屬樹脂模具」。

  由於產品生命周期越來越短，加上企業研發一項新產品希望時間越短越好，研發成本越低越好。快速模具剛好可以符合上述需求。快速模具技術在歐洲比較盛行，例如：德國汽車產業運用矽膠快速模具與真空注型技術於新型後視鏡或天線機殼之開發，葡萄牙與西班牙運用矽膠快速模具與真空注型技術於3C新產品之開發。亞洲以日本、新加坡、臺灣以及香港運用矽膠快速模具與真空注型技術於新產品之試作。從務實的角度來分析，德國與日本兩個國家在快速模具技術於工業界之應用最務實，例如：德國工程師運用雷射燒結技術，以耐高溫砂列印鑄造所需之翻砂模具，並透過鑄造技術製作汽車機械元件；日本工程師則運用雷射燒結技術，以不鏽鋼粉末列印具有異形冷卻水路之射出成型模具，並結合電腦輔助銑床進行模具表面精密加工。

快速模具技術已經進入到「大航海」與「百家爭鳴」時代。圖1為明志科技大學機械工程系機械與機電工程碩士班生蔡晴州研究生所開發之兼具順形冷卻與順形加熱水路液態矽橡膠光學凸透鏡金屬樹脂快速模具。最後，筆者要提一個關於快速模具技術的重要觀念，快速模具技術要突破一定要創新（innovation）。筆者於2019年赴以色列大學參訪時，學到「以色列大學之研究生與大學教授一樣偉大」，筆者很認同此一觀念，如果一位大學教授於實驗室無法接受研究生之創新想法，那指導教授將成為實驗室研發之「絆腳石」。因此，筆者與研究生meeting時常引用科學家愛因斯坦之名言「拿著舊地圖是無法找到新的大陸」，因為當你/妳帶著舊觀念是無法開創快速模具之新技術。因此，當你/妳有新的想法時，那就大膽地嘗試吧！

瀏覽 1,685 次