“T零”實驗室，實踐協同設計與客戶共創價值！
■誠模精密科技/郭雪梅 博士
前言
誠模精密是一家非常不一樣的企業！從高速公路下來之後，沿這條鄉間小道不久，出現在眼前是一個不像傳統工廠的公園式工業園區，這是我到誠模精密的第一印象，在這裡負責組建一個特別的材料實驗室的那刻起，我就發覺這家企業有很多的不一樣。
企業文化的不一樣
這是一家很年輕的企業。它在歐普照明集團下，以一個技術發展的模具部門，孕育了多年之後，於2016年離開了母體，成立以模具與射出成型生產為核心業務的企業。
傳統模具工廠的生產環境，通常給人的感覺就是油、黑、冷、硬，好像人在這種環境待久了也變成這個樣子。可是在誠模精密，看到的是整個工廠採無紙化作業、一年四季恆溫與清淨的空氣、工廠從地面到天花板都非常乾淨，一切是那麼有條不紊，除戰情室般的模具設計研發部門有一點亂！這是多麼有決心的創新變革，把模具與成型工廠打造成為實現工業4.0的智慧工廠。面對不同行業與客戶產品的極度要求，因為進行了高度的流程化、標準化、數字化，所以可以輕鬆地應對；幾百萬的加工設備分配給新進員工，甚至在校實習生，只需培訓一星期時間，即可把企業如此貴重的資產完全託付，而我們的老師父也從原來日夜操勞、流血流汗沒人知的邊緣人，搖身一變成為了解決問題、知識傳承、創新發展的企業專家。有別於以往人們對於這個產業的刻板印象！
智慧設計的不一樣
我們在談【誠模精密的實驗室】的源起之前，得先簡單介紹一下什麼是模流仿真分析，這是塑膠成型工藝預測科學的重大發明！塑膠射出成型是許多產業在製造關鍵零件的主要製程方法之一，過去影響射出件品質的成型控制參數設定與模具澆口流道之設計等，主要是依賴簡單的公式計算與無數次試錯(try＆error)的經驗累積。而掌握這些技能與經驗的技術人才，我們尊稱為「老師父」。
模流仿真分析 (Molding Simulation)工具是通過電腦計算工程(CAE，Computer Aided Engineering)及建構數值解析的虛擬環境，去尋求模具設計與射出成型製程條件的最佳化，輔助老師父與工程師的不足。模流仿真分析是智慧設計的重要部分，呈現的優點如下：
• 分析塑膠射出成型件常見缺陷之成因並尋出對策。
• 對於成型製造過程中的入料、充填、保壓、壓縮、冷卻、脫模各階段的控制因數及試模參數，如流道設計、塑膠材料、熔膠溫度、充填時間、充填壓力等影響，利用模流分析的方法做多維度考慮。
• 在品質獲得保證的情況下，以射出成型澆注口壓力最低與產品零件翹曲、變形尺寸最小等，作為評估選擇的指標。
• 可以改進以往師徒經驗傳承及試誤的方式，滿足目前日新月異的工業對產品品質、速度、精確性的要求，完善產品及模具設計方案。
不過，模流分析以往的形象只是作為塑膠在膜腔內之流動趨勢、壓力、冷卻等等的參考，完成一份「設計階段的製造驗證報告」DFM(Design for Manufacture)，作為與客戶討論的依據。從來沒想過模流分析的數據可以直接用來調整射出成型機控制面板上的參數。自從誠模精密導入Moldex3D軟體以來，加上多年在全3D參數式模具設計與高精度智能製造的數據積累基礎下；在極短的時間內，大幅提升模具「“T零”量產」的成功率。所以，「精準預測」是模擬仿真分析的主要任務，而精準預測能夠使用在真實射出機臺參數輸入的先決條件，模擬預測的數據之精準度必須達到百分之九十以上。這一點我們已經可以證明Moldex3D完全可以辦到！精準模流仿真分析與預測是來自於模具、機臺與材料數據是三個必須精準的關鍵數據。
• 模具數據：我們透過在參數式3D CAD模具設計軟體基礎上，透過與Moldex3D合作共同將 CAD 與CAE的數據打通，也就是CAE與CAD的數據必須同步，這是第一個要件。
• 成型機臺數據：第二個要件是透過「機臺鑑定」將企業內部，甚至供應商所有的射出成型機設備，有關於「壓力」及「速度」等實際數據和模流分析軟體之射出機數據庫完全吻合，這是第二個要件。
• 材料數據：模擬結果的優秀與否，除了取決於模具與成型機臺數據之外，材料數據更是關鍵中的關鍵元素。射出成型過程中，材料的流動行為相當複雜，我們稱為「高分子流變」(Polymer Rheology)，在模流分析軟體中之材料選擇與數據的控制，完全左右模擬分析結果的精準度，這是毫無疑問的。但您的材料庫數據一定是對嗎？
不一樣的實驗室
「郭博士，我們是為了高精準的模流仿真分析而設立的實驗室，“T零”量產是我們的目標，這間實驗室就交給您了。」這是我們朱總經理給予實驗室的唯一任務，同時也是一項不輕鬆的任務！這間實驗室的全名叫做「材料數據與應用實驗室」，而它還有另外一個響亮的名字—「“T零”實驗室」。
高分子材料（塑膠）準確的數據須透過高端而特殊的檢測儀器才能獲取，再與模流仿真分析軟體(Moldex3D)的材料數據格式完全匹配後，提供給模流分析/模具設計工程師使用，經嚴謹的模具設計反覆認證，才能得到最佳化的結果，其中包含流道澆口的尺寸、水路的佈置、成型工藝與成型週期等預測。
2019年，誠模精密投入了鉅資與科盛科技(Moldex3D)合作指導下，成立中國首座高分子材料數據實驗室，包含了高端人才及特殊的檢測儀器，提升我們在材料數據提煉與應用的真實價值，對未來材料科學的影響是巨大的！材料數據與應用實驗室的「三大核心價值」說明如下：
• 高分子材料數據快速檢測：為客戶提供優質產品開發的基礎誠模精密每一款新的塑膠材料隨著客戶訂單購買入庫後，都會進行塑膠CAE模擬類比資料測試，測試週期通常為一周至一個月；若是加急測試，6個工作日便可以完成，快速提供完整的材料資料。模擬分析需求的材料數據準備好了，也為模流分析任務的準確性提供了基本保障。
• 材料應用開發：為客戶提供獨一無二的服務價值提供國內外材料廠商/設備廠商/客戶等同步工程發展，共建產品材料與設計應用開發能力，客戶從概念設計至開模量產，提供獨特價值的一流服務。
• 產學研合作：為創新項目&人才提供孵化基地可同時與國內外應用科研院所，以及高校開展戰略合作，為產品、材料、射出工藝之創新應用和深度學習提供孵化基地，培育行業、材料、裝備與高端科研人才。
不一樣的核心團隊
在人員配置上，由具有十多年高分子材料應用、開發和檢測經驗的中科院博士擔當此實驗室主任，也就是我—雪梅(May)。在誠模精密優質企業文化及未來發展性的感招下，團隊中有許多具備高分子材料配方開發經驗、ISO17025標準化運營經驗、化工等背景的高級工程師加盟。團隊成員的不同專業背景與優勢形成互補，成為公司核心的一支智囊團，為公司與客戶所涉及的各種材料的疑難雜症，提供科學與數據的解決方案。堅持「正確主義」，遵循物理、化學等基本規律，努力學習，從根本上理解製造中存在的各種問題，所有問題回到根性、回歸到材料本身物性去發覺與解決問題。
不一樣的技術服務
材料數據與應用實驗室，除提供誠模精密內部使用外，同時也提供Moldex3D的用戶進行材料數據的訂製服務，共同提升材料科學之數據提煉與應用的價值，為客戶打造高性價比的完美產品，一起造福世界。歡迎業界先進共同交流，共創高端製造美好未來。■