連接器保護殼體—傳統板金材料改變成軟磁材料
眾所周知，連接器必須要有堅固的外殼以確保線路連 接的穩固性，還必須兼具考慮光、電、磁、粉塵、水 氣的隔離。再考慮磁性影響下的力學性能（重量與尺 寸），如何在不增加厚度的狀況下發揮材料的特性， 同時要考慮的因素有以下幾項：
• 磁功能特性上，要注意磁導通性和殘磁性，在連接器接通時導引磁場已消除干擾，在拔除連接器 時不殘留磁性干擾；
• 反覆拔差的結構強度與耐磨特性要好，避免鬆動 或鬆脫； • 密封特性要佳，不生鏽；
• 量化生產能夠符合需求，價格要適合。 現今傳統碳鋼與青銅的特性，已經難以滿足以上的高 規格要求，那麼我們如何找到更好的材料呢？這個時候，軟磁材料就登場了！當常規金屬材料應用在軟磁 性的功能需求時，將按以下排序：HiperCo（鐵鈷合 金）> ASTM F75（鈷鉻鉬合金）>不導磁不鏽鋼（高 氮無鎳鉻錳鉬鋼）>3系不鏽鋼＞鐵及鋼鐵。那麼以 上這些是不是都是常用的金屬呢？答案是否定的，且 價格也不便宜。

軟磁材料在5G上的應用
磁電共生可以使用法拉第右手定則來解釋，透過鐵磁性粉末，磁場也可以被肉眼觀察到，那麼在通電工作的5G電子裝置因為高速的通信需求，電子流的流動 速度更快導致產生的磁場干擾也會相對的增加，如果 我們可以選擇導磁性更好的金屬材料（注意到目前為 止，導磁體和導電體兩者的相關因材料而異），而且 在電場移除後，磁化效果也恢復到最低的狀態，這樣 的材料就被稱為軟磁材料。

因此，軟磁材料的目前發展，我們不僅用鐵系金屬來 討論（因為便宜好用且大家比較了解），也開始用起 了更好的鈷(Cobalt)元素來協助鐵系金屬或甚至高比 例的添加，來達到更好的軟磁特性。在表2中我們列 出了三種較不常見的材料（但在MIM產業中卻是受 到廣泛的應用）並介紹其特性。
有關這三種材料更詳細的介紹，請各位讀者參閱Dr.Q 於CMM的各期相關專欄介紹。目前，軟磁材料的應 用特別著重在通訊裝置的各種端子(Input and output, I/O)，主要在於完整化磁導通迴路，以利消弭高速傳 輸下的磁場干擾，達到能藉由磁力的超距離吸引以緊固連接器，例如部分筆記型電腦使用的插頭，防止因 接頭拉扯造成設備移動與掉落的意外；在移除充電器 或連接器接頭的同時，電子流切斷後不會殘留磁場， 這是非常有趣的設計，相信在不久的將來，軟磁材料 將會更為普及的被運用在我們的生活周遭。

機構是顯學、材料是隱學
CMM雜誌自創辦以來，便一直持續報導材料科學的 重要性，Dr.Q也經常會在雜誌中分享有關材料的基礎 知識與創新的應用。對於我們這個產業而言，可以這 麼比喻：「機構設計是顯學、材料選型是隱學」，舉 武俠小說為例，如果我們的產品要成為武林高手，機 構便是外功的顯學，材料則成為必修的內功隱學，這樣產品在內外兼修下才能有最好的功能，得以服務我 們的客戶。其實，透過反覆的驗證與不良品的回饋， 客戶大都會比我們更早感受到這些內外兼修的重要 性。Dr.Q希望能藉由與各位讀者分享的這些文章，協 助大家內外兼修，讓您的產品成為武林高手。同時也 呼籲各位模具和射出加工的朋友們，材料科學最主要 著重的還是在於基本功夫的修練，採用適當的工具和 手段，並注意細節裡隱藏的魔鬼，便可以輕易的掌握 材料科學這門內功，當然，隨時學習最新的知識與應 用技術也是必不可少的，對此CMM雜誌也理所當然、 當仁不讓地隨時為讀者與業界朋友們提供最新相關訊 息！最後，願大家一起遵守國家法令、防疫減毒，共渡難關。■

這篇文章 5G世代，兵馬未動，材料先行： 磁功能材料的重要性 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

粵港澳大灣區
中國的粵港澳大灣區 (Great Bay Area, GBA) 是繼美國 紐約灣區、美國舊金山灣區、日本東京灣區之後的世界 第四大灣區。而GBA的範圍如圖1為「9+2」，指的是 由廣州、佛山、肇慶、深圳、東莞、惠州、珠海、中山、 江門等九市和香港、澳門兩個特別行政區所組合形成的 城市群。有趣的是，中國行政區和兩個特別行政區之間 的進出仍須使用護照或特殊通行證。粵港澳大灣區除了 是中國建設世界級城市群和參與全球競爭的一個重要空 間載體外，同時也是改革開放下的一項重大發展戰略。
目標是進一步深化粵、港、澳三地的合作，並充分發 揮出三地的綜合優勢，以促成區內各行政區之間的深 度融合，推動區域經濟協同發展，建設出一個宜居、 宜業、宜遊的國際一流灣區。

數據比較表
Dr.Q在表1中將香港雜誌所發表的數據逐一整理列 入，以方便讀者參考。根據表格中的訊息我們可以看 到，GBA仍舊是如「螞蟻雄兵」般，以人口/面積和 重量取勝，但在科技力、平均GDP和軟實力仍舊有 相當大的進步空間。
最令我感到驚訝的是GBA對軟實力的提升，2019年 Dr.Q參加了幾廠GBA舉辦的特別會議，尤其是以 MIM產業為主的會議，地區政府和領導的決心很強 大，而且會後在香港機場巧遇幾組臺灣來的大學教 授們也前來參加另外在香港舉辦的GBA學術會議， GBA對港澳臺的高等學校和教育機構實行了招募計 畫，歡迎教授們來參與，這代表一個華人地區的向上決心，和世界同步並一起競爭與成長。

我們也是GBA其中的一員
CMM雜誌、型創科技、與ACMT多年的來由臺灣出 發面向亞洲，最大的投入也是放在GBA，這裡有中國 製造最重要的幾項技術與產業的集結處，尤其是注射 加工與模具技術，主編的MIM顧問在大中華地區的 主要服務地區也集中在此，我們也期待大中華地區的 下一個大灣區（我個人猜測是杭州灣大灣區，以浙江、 上海、江蘇地區的組合）的出現，一起發展更美好的 未來。■

這篇文章 世界觀：粵港澳大灣區，全球第四個灣區經濟體 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

教授R. M. German（MIM的祖師爺級人物）統計； • 全球（分歐洲、美洲、亞洲）超過500家的MIM 工廠，有75%在亞洲；中、臺、港共約300家， 亞洲的MIM工廠密度居全球之最，其中又以中國 粵港澳大灣區(Great Bay Area of China, GBA)的 MIM工廠密度為全球之冠； • 美國APPLE對於MIM零件的使用越來越有心得， 同時對該技術的需求也愈趨增加，光是這間公司 的訂單便已佔有大中華地區整年度營業額的一半 以上，擁有超過10家的合格供應商(Approval Vendor List, AVL)，遍及臺灣、粵港澳大灣區， 以及長三角經濟區； • 雖然金屬粉末3D列印的營業額已高達30億美元 （是前一年的20倍，但包含材料與設備），且 參與的人數和廠家總數也遠超PM與MIM的廠家 總數。不過在其真正的製品卻僅不到10億美金， 大多金屬粉末3D列印都只停留在樣品製作和複 雜隨形水路模具的製作。 材料與工廠數量 • 鐵基粉末的使用佔全球MIM材料中的80%，光 不銹鋼就至少佔其中的50%，低合金鋼和鐵鎳佔 約20%，其餘則為鐵基軟磁性材料，約佔10%。
其中鐵基材料仍舊因為其低廉的價格而受到廣泛 應用； • 17-4PH和316L兩支材料系統仍是MIM材料中最 常被使用的，其中有色金屬以銅為最大宗，而熱 門的鈦僅佔約1%； • 5G通訊技術進逼下，鈷基軟磁材料 ASTM F75 與 HiperCo 50 (1J22) 取代鐵基軟磁性材料 （P.A.N.A.C.E.A、1010、Fe-50Ni等），並快速成 長，在APPLE雷霆接頭的改變下，連接器保護金 屬殼的重大材料更換計畫正逐漸進行並擴大使用 量； • MIM工廠密度最高的位置仍舊是以坐落在大灣區 (GBA)的東莞市長安鎮與深圳市沙井區居首，兩 地工廠估計已經超過90家。主要是該區域為智慧 手機大廠最密集的區域，OPPO（歐珀）、VIVO （維沃）、HW（華為）等大廠都在附近（圖2）； • 知名大廠APPLE的MIM供應廠商已突破10家， 除要求裝備需配有大產能的連續脫脂燒結爐外， 喂料使用方面，也已放寬限制，除BASF外也可 使用中國、日本、歐洲、美國的粉末自行調配喂 料，帶動中國製造的粉末材料走向國際化。

大中華著名MIM廠家
就在上個月底（2019年12月），全球排名前五的中 國東睦新材料集團宣布已經完成併購東莞的華晶粉末 冶金與上海富馳高科技有限公司，形成全球第一家完 整由PM、MIM、AM等三種製程合一的製品公司， 與全球排名前二的印度美(Indo MIM)和常州精研 (Gian) 兩大 MIM 廠合稱全球 MIM 三巨頭，但 MIM 工廠的規模競爭硝煙並未因此而消退，中國境內的 MIM廠也因為需求的逐漸增大而擴大陣容。在排名 11~20的中國MIM廠也已經都有連續燒結爐的產線， 其中更是不乏上市櫃公司或是准上市櫃公司，正逐漸 擴大整個MIM產業的陣容。眾所周知，產業的集中 有賴於訂單，而智慧手機的訂單無非是近十年來最令 人振奮的，我們人類的生活和文化都將會因智慧手機 的出現而改寫，在全球前10大MIM工廠有9家是位 於中國境內（大部分也集中在大灣區），中國內資佔 有的比例也超過60%，華人集結的產業可說是絕對領先全球的。

沒有3C就沒有飛躍的MIM產業
根據主編的看法，MIM產業之所以能在全球有卓越的 飛躍數據，主要是有賴於3C產品，尤其是攜帶式的 電子產品（包含中國所謂的移動裝置和穿戴式電子裝 置）。從圖3中，我們可以發現，在大灣區內過去建
置給精密加工業（手錶、眼鏡、相機）的所有配套均 能再升級，並用來銜接3C的攜帶式電子商品。加入 電子化元素之後，通訊技術對於材料的嚴苛要求更是 讓智慧型攜帶裝置的技術要求大幅提升，自然在金屬 小配件上的功能就不能只有機構強度，還要處理整個 裝置的電、磁、熱、聲等能量場與力學性能的交互影 響，不過最重要的關鍵還是在於如何高效率的修改與 大量的生產。這些種種的要求和機會就在大灣區逐漸 茁壯並蔓延開來，如今下一個區域也已經出現，滬寧 浙（即長三角經濟區）可能便是下一個大灣區，MIM 產業在華東也已逐漸集結成市。

華人的粉末技術—無止境的突破和躍進
據Dr.Q調查，在粉末冶金的技術和應用，臺灣仍扮 演著領導大中華地區創造及發展的角色，而整個發展 基礎卻與射出加工密不可分，由土法煉鋼到模擬仿 真，MIM產業搭著塑膠工業進步的快車並加足馬力， 領先小型金屬加工產業。但如今願意投入這個行業的 年輕人越來越少，主編為保持華人在MIM產業持續 領先的地位，遂在去年成立昆山耀德企業諮詢有限公 司，針對華人及亞洲的MIM與CIM企業進行輔導， 包含人、料、機、法四大課程，延續當初恩師林舜天 教授的教學精神，以材料科學和數據分析為刃，再落 實射出成型技術，期待有更多朋友一同加入。■

這篇文章 MIM產業：大中華地區的現況 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

快速的製造方法
射出成型的方式是把原材料變成產品最快的製程工藝， 而且可以說是淨形(Net Shape)加工，加工過程是借助 高分子材料分子級的相變化，通過加熱到達玻璃轉化點 (Glass transition point, Tg) 以上的溫度，使高分 子材料軟化具有流動性，再以壓力將軟化流動的材料 高速注射到模具的模穴中；在本世紀中，部分的金 屬材料也利用這樣的原理，加熱材料達到金屬的熔 點 (Melting point, Tm)或是合金的共晶熔點 (Eutectic melting point, Te)，同樣的也可以類似射出成型的方 式完成壓鑄(Die casting)或液態金屬射出成型(Liquid Metal Technology, LQMT)；當然，也把熱固性材料 的模塑料 (Molding Compound) 成型法加入到新式 射出成型的一部分，接下來在Dr.Q為大家進行幾種 創新的射出成型與搭配的模具技術進行簡單的回顧之 前，我們來了解泛（廣義）射出成型方式，如圖1所 示，即是透過加熱使材料發生相變化藉由壓力（注意， 不光是利用自身的重力，必須藉由設備加壓），使材 料通過模具上的流道後，填充到模穴的程序。而在 表1中，Dr.Q列出近十年比較走紅的幾個泛射出成型 技術，並隨後進行簡單的圖示說明以方便大家通盤了 解。

泛射出成型技術
模塑料成型(Molding Compound) 模塑料成型法的材料組成主要包含矽填充物、環氧樹 脂以及其他添加劑，主要利用這些封裝材料的包覆對 於半導體晶圓和線路的形成保護功能，以免受到外界 環境的影響及破壞。一般固態模封材料(EMC)主要組 成份包含了 70~85% 無機填充物、15~25% 樹脂、硬 化劑、脫模劑、著色劑（通常有碳黑和鐵氧棕色，其 他顏色較少見）、應力鬆弛劑、阻燃劑與其他材料。

金屬壓鑄成型(Metal Die Casting) 壓 鑄 機 分 為 熱 (Hot chamber) 室 法 與 冷 室 (Cold Chamber)法，差別在於熱室法的澆鑄系統是浸泡 在融熔的材料熔湯中，因此熱室法最多只能加工到 700°C以下的材料，在設備中有一支鵝頸(Gooseneck) 取代注射的噴嘴(Nozzle)；冷室法就比較類似於現有 注射機，材料是在另外的腔室加熱後再送到壓鑄材料 供給單元（即活塞）來推送材料（如圖2(a)、(b)）。

金屬觸變成型技術(Thixod Molding Technology) 如圖2(c)所示，這項技術是專門用在鎂合金成型製程 的設備，鎂合金製作成片狀或圓柱狀類似塑膠顆粒大 小，藉由砲筒的加熱與螺桿帶動把合金向前擠壓，並在加熱到幾乎要熔解的狀態時（一半固體一半熔體稱 為半固熔體，又稱觸變態），再加壓注射到模穴中完 成製程獲得鎂合金件。目前此類加工技術的鎂合金機 殼用在筆記本電腦、平板電腦、手機外殼都有不錯的 成績。

粉末射出成型(Powder Injection Molding)
粉末射出成型是Dr.Q本身擅長的技術，尤其是金屬 的部分，利用注射技術來成型金屬或陶瓷零件是非常 先進的，也因為借助射出成型的技術才可以進行大量 生產。近十年來，粉末射出成型技術已經被3C產業 中的智能手機列為主要生產技術，最令一般大眾驚奇 的莫過於粉末注射產品在射出成型之後的脫脂與燒 結，注射品可以保持相對的幾何形狀而且等比例收 縮，當然這個技術也經過了近40年的努力改進，才 能成為今日製造主流技術的翹楚。從圖3中我們可 以發現，粉末射出成型是一個比較繁複的製程整合， 其中主要四個製程包含混料、注射、脫脂和燒結，經 過燒結後才能獲得產品的金屬或陶瓷實體粗坯（燒結 體），在這之後要配合傳統金屬後加工的工藝來進行 處理，以達到最終產品的外觀、尺寸與精度的要求。

液態金屬成型技術(Liquid Metal Technology)
LQMT目前的主流成分是以鋁材料為基底，並加入5 到6種不同金屬粉末，以形成複雜的共晶反應迅速降 低熔點（約低於1200℃），藉由熔湯的低流動性快 速地打入模穴中冷卻固化，而得到的金屬零件仍需要 經過少量的加工，才能得到最終的產品以符合設計規 格，並非屬於淨形加工完全不需要再加工與整形。而 如圖4中所展示的設備，便是採用類似於射出機的 結構，不同的地方在於砲筒改為快速真空熔煉腔，當 材料錠化後仍舊如壓鑄方式以活塞加壓熔湯打入模穴中。

奈米成型技術(Nano Molding Technology, NMT) 奈米成型技術是一種用於金屬與塑膠的結合技術。對 於您的客戶提出產品外殼的外部需有金屬表現，內部 又有複雜結構，並且產品重量要輕的需求時，奈米成 型技術是目前最好的解決之道，用以取代塑膠嵌入金 屬射出、鋅鋁及鎂鋁壓鑄件。透過奈米成型技術，可 以提供一個具有價格競爭、高性能、輕量化的金塑整 合性產品。在整個技術中最特別莫過於奈米處理劑 （如T、C、F、U、……等，日本的大成化成公司是最 早的，隨後在2010年後中國廠商也發明了數種類似
的方法），對金屬成品表面進行微小蝕刻孔洞，並保 留劑量在注射工程塑膠同時反應，進而達到物理性的 錨栓結構，使工程塑膠和金屬密著接合在一起。從圖 5中，我們可以看到金屬經過T處理劑浸泡而使藥劑 微小蝕刻金屬所有表面，再將金屬件放入模內注射特 定工程塑料成為結構。而圖6中所呈現的則為工程塑 料與金屬件經NMT注射的黏著機理。

液態矽膠成型(Liquid Silicon Rubber Molding) 液態矽膠成型的應用很早，不過早期的方式都是用灌 注模具的方式，一直到近年先進國家突破了液態矽膠 組份的超高流動性，以及進入模穴後的加熱固化周期 上的突破，遂逐漸的被3C產品所重視，並應用在三 防（即防塵、防水、防震），這都是因為矽橡膠的密 封和彈性使然。過去那些單純的P+R和M+R（這裡 的P指的是泛用塑膠和工程塑膠；R代表矽橡膠；M 則代表金屬成型件）已經滿足不了先進的智慧手機， 是以MIM+R（即以金屬粉末射出成型零件結合矽橡 膠）開始被運用在高階的智慧手機上了。

模具技術永遠在進步
以上所有的泛射出成型都有一個共同點，那就是都需 要一個強而有力的模具。這個模具必須具備良好的進 膠系統、優秀的溫度控制、良好的密封性，且又能適 當的排氣；近年來更是加入隨形冷卻、急冷急熱、變 模溫以及更先進的控制系統，這些都是永遠在進步的 模具加工技術。隨著模具加工成本不斷在降低，很 多人以為少量射出成型將被3D列印取代，但這其實 是多慮了，別忘記射出成型對材料施加的壓力高達 50Mpa（50Mpa = 500X 0.1 Mpa=500倍大氣壓）， 產品獲得的密度是絕對高於3D列印的，3D列印的材 料密度都低於95%（FDM法）。
根據CMM雜誌歷年的文章和屬性，相信各位讀者最 關心的就是有沒有更新的技術，Dr.Q要告訴大家， 其實整合的技術才是最有未來性的。在過去，連接器 產業上最容易感受到射出成型與金屬端子沖壓件的整 合加工；當5G時代來臨後，將會有更多電子元器件 的需求，如果射出成型能夠對這些元件的產出有所幫助，除了可以增加射出技術的擴展機會，也能幫助射 出成型業者對５Ｇ時代做出貢獻，大家一起來加油投 入更多的研發，再創射出成型產業的高峰！■

這篇文章 3C產業：藉由模具和射出成型技術快速的變遷 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

楔子
人，是萬物之靈，而最簡單的表現便是在於會數「數 字」！看到這，你們大概會想「數『數字』？難道是數 1、2、3、4……這種連三歲小孩甚至更小的也會的數『數 字』嗎？」沒錯，正是那種最簡單的數「數字」！許多 動物連個位數的數「數字」都有困難，但是人類在很小 的時候便能理解數字的排序和大小代表的意義。套句今年是「數年」（鼠年）的流行雙關語，我們來看看數 字是如何演變成數值和數據，再經過簡單的四則運算 （加、減、乘、除），成為現在的電腦科技與大數據。 本文將舉幾個例子，其中最困難的計算只有用到開根 號，那也是除法的演變，叫做輾轉相除法(Euclidean algorithm)，別害怕、別逃走，真的是你用手機計算 機就可以算出來的！和我們一起來讀一下吧！

數字、數值和數據
單純的數字(Numbers)是一種文字或是符號，會數 「數字」以及分辨其順序和大小，可能只代表人類與 其他生物的差異，但隨著我們為數字加上單位的定 義，例如時間（通常是秒、分、時、天、月、年、世紀、 光年……）、溫度、重量……等的物理量，這些帶有單 位的數字搖身一變成為了「數值」(Value of number with unit)，這現象十分有趣，例如1公克的水、10台 斤的糖、1噸的塑膠粒，或1個小時等，我們可以發 現當數字加上不同的單位後，數值便能展現出不同的 價值。但是，其中必須注意的是「數值」必須要經過正確、真實且連續性的記錄和標記，並且要在這些數 值紀錄中加入時間或是空間的座標，數值才能變身成 為「數據」(Data)。

將「數值」加以標記、演算等處理後所得到的「數據」，看似不到50個字的簡單說明，但人類可是歷 經數十個世紀的努力，才把數字轉化成數值並且製作 成數據，因此，我們要再次強調「數值是要被真實 的記錄並標記的」，因為人為的隱瞞或是疏忽遺漏， 都會導致數據的不真實；數據是數值經過處理，並加 以演算分析所呈現出的結果。舉例來說，您隨手透過 Line或是微信發出的一條拜年寒暄訊息，這幾個簡單 的文字和圖案通過高速的網路呈現在遠端的親友手機 畫面上，都是在享受人類歷代改進奮鬥的結果—記 錄數值與數據處理。

天生的能力—映像技術
映像技術(Mapping technology)，聽起來十分地科學 與艱深，Dr.Q建議大家可以從中文字義來了解，即 「映入腦海、分析圖像」，重點是在於對比所得到的 數據是否具有標記上的重複與再現性，簡單來說，若 以模具領域而言，就好比您花了幾小時，在電腦中辛 苦建立了一個注射件的3D模型，在您存檔的當下， 這個模型便是一個具有數值的數據資料；隨著進行開 模與第一次試產後的每次檢討，您會發現注射件的3D模型有一些問題，例如少加拔模角（根據樣品的 檢驗觀察）導致產品表面拉傷，因此，當您把這個修 改重新加入到3D模型中，前後兩個檔案紀錄的比對 也可以提供以後設計的參考，這樣便構成了「映像」 的工作方式，也就是檔案的對比和數據的留存，在工 程作業上就是所謂的設計變更或是工程變更(Design Change Note and Engineer Change Note, DCN & ECN)，我們知道，並不是越少的變更就代表設計功力 如何好，而是如何有效並快速的解決問題，完成有效 的變更才是王道。

探討到這裡我們可以發現一件有趣的事，原來在三度 空間上，加上時間座標並保留紀錄，我們就能完成映 像的準備工作。所以各位讀者不用擔心，映像的能力 是生物與生俱來的能力，每個人都能透過訓練和學 習，來強化映像能力，如果再加上現代的電腦科技， 那更是能輕鬆對事物進行映像判斷。例如：家中的狗經過訓練，能夠變成導盲犬，遇到危急時牠會提醒主 人，這是高階物種具有的映像本能與後天的情境強化 訓練所致。（請大家別誤會，Dr.Q舉狗為例，並沒有 對人不尊重的意思）

在現實生活中，映像技術可以反映到更多的場合，如 股市的起落、期貨的交易，甚至警察也以映像技術選 擇重點巡邏的區域，針對一整年城市中犯罪和事故發 生事件進行映像分析後，找到最有可疑的位置並加以進行管制；現在2020農曆春節的非典型肺炎捲土重 來，世界各國也正利用映像技術來獲得傳染病的實時 報導，以及政府單位控制病情的成效；另外，每天我 們開車時打開地圖導航，觀察哪裡有沒有塞車，這些 都是我們天生的映像能力。隨著網路收集的大數據以 及快速的統計分析，高效率的網路數據映像已經逐漸 取代低效率的人為映像，為人類的生活帶來極大的便 利。接下來，我們將舉二個鮮活的例子來進行說明。

工程應用的範例
注射坯體的品質數據管制：一維度數據加上時間的映 像技術 在金屬粉末注射成型的應用裡有一個大家都知道的公 式(1)如下，也就是密度測量公式。我們可以發現到 公式(1)中使用都是簡單的數學，我們假設製作的產 品是一個立方體，則X=Y=Z，體積是邊長的3次方， 這樣透過量測產品的物體重量和密度，便可以有效的 管制產品的體積以及尺寸。

那麼，要怎麼將這公式運用得更廣泛呢？在假設條件 下，首先是模具沒有受損，因此每一模注射出來的多 穴注射坯體重量是有很小的誤差（確定注射飽滿並且 已經正確去除水口與進膠點），在時間刻度的記錄下，按照順序量測不同模次但同一穴注射坯體的重量，只 要發現超出標準上下限，便能知道可能是模具已經損 傷或是材料有問題。在數值紀錄的管控下，注射坯被 靜置一段適當時間後，量測並記錄下其收縮穩定的尺 寸以及量測密度都無法比即時量測重量來的快速和即 時，因此，有刻度性的數值是要經過篩選來協助我們 管控生產製程，當然現代化的量測速度很快，加入影 像數據做為參考也是不錯的數據處理方式，那我們可 以在X、Y、Z方向各選擇一個最長的尺寸作為管制的 數據，或是只選一個平面對角線(X, Y)配合產品重量 就可以增加品質管制的信心。

就剛剛的假設（均質的立方體生坯，冷卻到常溫進行 測量），我們設計了一個維度的鏡射對比範例（表1）， 將這樣的表1建立在Execl表格中，用上下限設定顏 色的管理，就可以清楚比較兩個時段不同的品質分布 （建議在模具剛量產與維護後的初期生產，取樣的個 數要較多）。當發現問題時，根據數據的分布來判斷 是設備、模具、材料或外在環境造成的影響，這樣就 可以完成未來的製程改善依據與追蹤數據的留底。 至於在楔子中說會用到的開根號呢？其實，量測體積 是很不好作的測量，必須借助阿基米德的方法（中國 也有曹沖秤象的作法）：用物體排開4°C水重量對比 來轉換體積，那麼體積是長度單位的3次方，當我們假設物體為立方體時，開根號3次就能找到線性的尺 寸，在金屬注射成型的收縮比 (Oversize Shrinkage Factor)計算時就能用到。但是在現實的量產過程，我 們通常假設模具沒有受損為常數不變動，那麼改用重 量和某幾個線性尺寸來管制物件品質遠比體積測量來 得快速，也是這個道理。

利用映像技術了解設備的製程能力：由一維度擴展到 二維甚至三維的映像 在粉末注射成型的接下來便是脫脂與燒結，兩個製程 都是以加熱改變材料的狀態，爐子的性能好壞，便成 為我們最關心的一件事。首先我們要建立數據資料， 以注射坯重量改變的測量與記錄為主力、尺寸的數據 則作為輔助，再來就是發揮出映像技術的最大優勢， 記錄每一個位置不同坯體的重量變化，並描繪出一個 立體圖形(3D Map)，藉由注射坯經過熱製程後的重 量、尺寸與外觀的差異變化，我們找出這個爐子的甜 區（Sweet Zone，指的是都是良品的區域）。
每一個注射生坯在進到爐子之前都要記錄其數據，儘 管這樣的程序費時且耗費成本，但是如果不經過這種 滿爐（圖1）的映像測試，我們永遠不會知道這臺設 備的製程能力。因此我們也建立了一個表格來展示映
像的方法（表2），藉由這樣的圖表進行有順序的驗 證，我們便可以了解到爐子的特性，在映像時的標記 不光可以採用時間（保養後天數）、室外溫度或是冷 卻水溫作為刻度，我們也能夠實際了解爐子的甜區位 置，甚至觀察到保養問題，如季節的改變是否會影響 爐體特性的正常發揮。

數據分析—製造業進步的最有力推手
在這個社會上，我們都或多或少有過數據記錄錯誤、 漏記或造假不誠實的經歷（想想在2003年爆發的 SARS與今年類似病疫相比，顯然越是透明化的處理， 越能掌握病疫的控制，也才能找到正確有效的方式消 滅病灶）。所幸，隨著工業4.0與通訊世代的升級(3G、 4G、5G)，許多終端的裝置與設備都逐漸有自動記錄 數值的功能，有了被賦予單位的數值，進行統計分析 後就能夠展現它們未來的價值—「模擬仿真」，預 測模具與製程的生產行為，這也是數值與數據所帶來 的珍貴影響！■

這篇文章 數值與數據：製造業進步的最有力推手 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

在拜訪全球高科技的聖殿—APPLE位於加州總部的飛碟辦公室前，倒是被第二部電影中關於黑洞、第四度空間 的內容吸引，2014年的電影情節在沒有大量特效的作法下，把時空理論簡單又發人深思的導入親情因素，Dr.Q力 薦各位讀者去看這部電影。其中最精采的對白在於男主角的一段話，其大意為「原來沒有外星人、沒有鬼魂，人類 只能靠自己的力量去解決未來的難題」，這是讓我最為震撼的一段話。今天Dr.Q不是來寫影評，而是藉由這部電 影的這段話，要帶大家回想十年前我們身處的工業環境和今天相比，回顧這十年射出成型行業解決了什麼？創造了 什麼？

時間的刻度(Scale of Time)
回顧歷史，溫故知新，是反省自己的行為，更是為將來做好準備，而這一向是人類進步的動力與可貴的能力，在射出成型發展的「空間」上有個有趣的指標可助我們憶起過去，那就是3C產品的發展歷程，沒有什麼比3C產品的 進步讓我們留下更深刻的印象，特別是用殿堂公司APPLE的iPhone手機世代作為時間刻度（就如一把游標卡尺的 刻度來描述時間），如圖1所示，模糊的記憶也就清晰起來了，各位曾不眠不休的日子，可以熬夜幾晚搞定的試模 驗證、試產驗證，為搶修高效的設備在機器下面了解作動原理，十年前後，我們經歷的是一個我們親手打造而蛻變 的射出成型工業。

身在2010年的我們，當時筆記型電腦製造的王朝剛剛倒下，人們不再談論那厚重的筆電，取而代之的是平板電腦 (Pad)與智慧型手機(Smart Phone)，Dr.Q用剛剛說的時間刻度來拉開您的記憶（資料引自百度）如表1，各位讀 者，您記憶裡的盒子是不是就被打開了？Dr.Q並不是為了探討iPhone的歷史，而是要提醒咱注射和模具業者在這 10年的變化，由日本大成化成公司導入的奈米射出成型技術(Nano Molding Technology, NMT)、美國導入的金屬 粉末射出成型(Metal-powder Injection Molding, MIM)與陶瓷粉末射出成型(Ceramic-powder Injection Molding,CIM)，以及海外引入的液態矽膠(Liquid Silicon Rubber, LSR)射出成型，到AirPods又回歸到高光注射件的傳 統塑膠注射加工成型製程，如圖2所示。眼尖和敏感度高的讀者一定會知道，十年來令人關注的注射加工技術， 卻是根據基本的注射形態，並沒有太大的變化，但是整合成型(Integration Molding)以及二次加工的要求卻是 更加的挑戰注射加工技術？

十年得一劍：高效率的製造
根據iPhone的時間刻度（表1），我們可輕易發現，數據分析與模擬對於塑膠注射加工的重要性，如果沒有 數據的收集，發展了前十年的電腦技術，何來精密的繪圖軟件來建立模型和作圖，然後再來數據分析與仿真模 擬？記得在西元2000年的千禧年時，大家還在擔心數據儲存的媒體和容量不夠、備份數據的位置太少（911 事件的震撼），然而經這十年全球數據處理與網通技術演變，我們已經丟棄軟碟(Floppy)、光碟(CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, DVD-RW……)、磁光碟(MO)、硬碟容量也從早期100MB到現在動輒1TB以上的U盤， 雲端備份和儲存早已取代那些各種不即時的備份碟盤，但是，各位的射出成型技術和實體機構件，卻仍舊服務 著人類，所有的高科技產品就在過去十年得一劍的打造下，高效率的注射成型技術協助人們走進更美好的未 來。那麼，這十年一劍打造出幾項的新技術帶給我們甚麼衝擊？Dr.Q幫大家列在表2中描述，也讓大家一起 回顧曾經走過的年代，看看我們打造的射出成型江山。

注射加工已經走到整合技術
請大家注意到表2所列的注射技術，除傳統通過螺桿、砲筒擠壓並注射材料的程序，模具的設計升級與改造是 最大的亮點，把不同的材料混入塑膠原料中之外（加纖維、礦石以及金屬和陶瓷粉末），還把各種已經固化並 加工完成的塑膠、金屬或陶瓷（玻璃也算是廣義的陶瓷）型材加入，甚至還有電子元器件，咱射出成型的觸角 已延伸到了整合加工與集成技術；而傳統認為注射後的塑膠則走向兩個極端，一則伴隨整合加工的技術跟隨後 加工包含CNC數控切削、陽極氧化、真空濺鍍以及拋光打磨，後工程的程序所必須耐受的溫度、氣氛，都不 是以往泛用塑膠能夠承受的，因此工程塑料的應用到外觀功能也是過去前所未見，其二則是泛用塑膠的精密注射，在包覆其他原件和金屬配件的嵌入注射同時，保持面的尺寸精度和高光亮度也是注射加工技術的挑戰，而 這些就是我們這十年來日夜匪懈所追求的目標！

回到基礎—數值紀錄與數據分析
我們之所以能夠發展出超越過去的技術，有賴於兩個數字性的資料，第一個是數值（Value of number, 有單位 的數字）的紀錄，這是一種定性後定量化的資料基礎，在過去人類的歷史上，數值紀錄必須要有「誠實面對， 據實記載」的精神，才能獲得進步的基石，但是並不是光有數值的記載就能成就大事；我們還需要第二項條件， 也就是數據(Data)的分析，如果沒有經過分析的手段把數值變成數據，數值終究只是一串具有單位的數字，沒 有實際的意義和用途，而「將數值轉變成數據」便是人類最有價值的能力。由於先人的努力，過去這些繁複的 工作，在工業4.0的推進下都已經能夠用電腦和終端設備來執行記錄，並轉化成使人類朝未來更進一步的動力， 透過本期CMM雜誌，主編Dr.Q將和其他專家來共同引領大家到離未來更近一步的技術，但並不會脫離我們 的基本認知，一起來創造出更遠大的未來，「莫信鬼神、相信自己，浩瀚宇宙，人類必須互相倚賴」，相信射 出成型能幫人類把未來整合在一起！■

這篇文章 製造業的十年回顧：射出加工技術之發展 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。