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1. 基本介紹
塑料製品的加工成型方法有射出成型、擠出成型、吹塑成型、吸塑成型等。其中，應用最廣的當屬射出成型工藝；這歸功於射出成型不僅能夠生產結構較複雜、力學性能優異的產品，而且容易實現大批量生產。
若要得到合格的射出製品，至少有兩點必須牢記：
(1) 射出時熔體在模腔中的流動速度儘可能相同
(2) 模具內腔壁的溫度儘可能相同。
3D列印製造的異型水路模具工件，其水路可隨著產品形狀均勻分佈，從而進一步降低成型週期，提高產品的附加值。
2. 異型水路原理
射出時塑膠產品的冷卻主要靠模具冷卻水路來完成，但傳統冷卻水路是通過銑床等機加工工藝製造，水路只能為圓柱形直孔，無法完全貼近射出件表面，冷卻效率低且冷卻不均勻，導致射出週期長、產品變形量大。
3D列印的異型水路可以為任意形狀、任意截面，通過改變形狀和截面使異型水路均勻佈置，達到更快速、更均勻的冷卻效果。
以下是傳統水路設計和異型水路設計的設計比較(圖1)以及影片說明。
● LUMEX Avance-25 成形イノベーション
● Moldex3D 2019線上研討會｜與時間賽跑的異型水路設計
3. 異型水路的優勢
(1) 根據射出件形狀複雜程度，可降低冷卻時間20%至80%；
(2) 根據射出件形狀，可減少變形量15%至90%；
(3) 模具成本略有增加，但綜合射出產能、良品率等因素，最終效益大幅提高；
(4) 異型水路應用範圍廣，可用於多數射出件的冷卻優化；
(5) 改善凹痕、曲翹等產品缺陷；
(6) 加強集熱區的散熱效率。
4. 異型水路常見的兩種製造方法
4.1 金屬雷射燒結法
3D金屬雷射燒結法在書面資料或是網路上看到的資料，比較常見到的是直接金屬雷射燒結技術（Direct Metal Laser-Sintering- DMLS）和選擇性雷射熔化(Selective Laser Melting-SLM)這兩種形式，不同的技術使用不同的方法和材料，每種都有其獨特的優點和缺點。但都是一樣通過高能雷射束融化層層堆疊的金屬粉末，從而得到特定形狀產品，這也是目前最前異型水路最常應用的方式。
●金屬3D打印說明
● Selective Laser Melting (SLM) Process
● Direct Metal Laser Sintering (DMLS) Overview
4.2 擴散焊接法
擴散焊接法(Diffusion Bonding Technology)是一種固態連接方法，是在一定溫度和壓力下，使待焊表面發生微小的塑性變形實現大面積的緊密接觸，並經一定時間的保溫，通過接觸面間原子的互擴散及界面遷移從而實現零件的冶金結合(圖2)。目前台灣很少有聽到應用這個製程。
●擴散焊接法說明
● Diffusion bonding as an outstanding joining technology
● Diffusion Bonding at TWI
4.3 異形水路加工考量
以下是有關於3D列印的異形水路加工考量影片說明。
5. 材質
異型水路由雷射熔化3D列印獲得，原材料為模具鋼粉末(圖3)，所用材料有：
(1) EM181粉末（對標H13/8407/2344模具鋼）。
(2) EM191粉末（對標S136/2083模具鋼）。
6. 使用與保養
異型水路形狀複雜，彎曲環繞的水路造成了日後堵塞清理的困難，因此使用3D列印異型水路使用時需注意保養，防患於未然，從而避免水路發生堵塞。
(1) 直接使用工廠水塔裡面的冷卻水堵塞風險較高，推薦使用3D列印異型水路專用模溫機，模溫機外掛水箱閉路迴圈。
(2) 若水路堵塞，可使用異型水路專用清洗設備進行清洗。
7. 經驗補充
(7.1) 以前有跟配合的模具廠(在大陸東莞)討論異型水路的應用，因為他們工廠有其他的案子用到異型水路，當時對方跟我提到，如果要應用異型水路，那麼會比較適合要開複製模時再來製作。第一套模具還是建議用這傳統的模具開法，主要原因在於RD會設變，如果設變幅度過大，或是跟水路干涉，那麼這套模具就報廢了，所以，若是要導入異型水路的模具會比較適合在開複製模，也就是量大要節省生產週期，同時RD也不會在設變下製作，這樣可以降低模具反覆修改或是模具報廢的風險。
(7.2) 十幾年前，我還在當模具設計的時候，自己掏腰包去模具工會上課，那時候工會有請到廠商來介紹3D列印以及異型水路的應用，當時廠商講了很多異形水路的優點，於是我就舉手發問說，如果手機產品上面的卡勾要做斜銷，那麼一支斜銷大概要多少費用，當時對方提到差不多要七千多塊，接下來台下就是一些雜音出現(那時我還寫了一篇心得放在玩家論壇)。現在就不知道這樣的加工費用是否有降下來了。
☆ 其他參考資料及文章
● 射出成型不良原因及對策
https://kenddg.tw/?p=1125
● 出成型不良原因分析
https://kenddg.tw/?p=1304
☆ 案例及資料下載
● 壓縮檔裡的檔案內容
