然而實際上，由於離子間總有極化作用的發生，所以離 子之間的電子云並不可能完全無重迭，因此離子化合 物總是帶有一部份共價性。同時，離子鍵亦有強弱之分。其強弱影響該離子化合物的熔點、沸點和溶解性等 性質。離子鍵越強，其熔點越高。離子半徑越小或所帶電荷越多，
負、正離子間的作用就越強。例如鈉離子Na+的微粒半徑比鉀離子K+的微粒半徑小，電荷密度大，則氯化鈉NaCl中的離子鍵較氯化鉀KCl中的離子鍵強，而氯化鈉的熔點就比氯化鉀的高。

此外，離子鍵的材料會溶於水，必須要避免潮濕的使用 環境。所以，陶瓷結構的基礎在於共價或是離子鍵結， 堅硬高強度但脆性高，可溶解於極性液體則變成罩門， 要能夠知道陶瓷的特性才能適材適用。
結構陶瓷的挑戰從鍋碗瓢盆到太空飛行的應用其實對於陶瓷材料的特性，用玻璃來說明是最簡單的了，玻璃可以說是最具有代表陶瓷特色的典型例子，它是一種過冷液體(Supercooling liquid)而不是有結晶的固體，很有趣，透明、絕緣、導熱快且易碎，但是卻不導電，有趣的是經過預應力處理，1cm厚的強化玻璃卻堅固異常，用時速150km的棒球(台灣和美國、日本很流行的一種球類，直接命中頭部人會死亡的球)撞擊也打不破它，所以玻璃是率先脫離鍋碗瓢盆而運用在結構上的陶瓷材料。
隨後，1970年代的美蘇太空競賽也帶動人類使用 材料的革命，尤其是美國康寧玻璃公司(Corning Incorporated)旗下的產品大猩猩玻璃(Gorilla Glass)，一再的突破人類過去對陶瓷材料刻板的印象，包含從冷凍庫中拿出來的玻璃鍋直接放到爐火上加熱也不會爆裂、掉下地面也不會破的玻璃咖啡杯以及保護航天員平安回到的球穿越大氣層的航天飛機絕熱貼片，以及大家每天用在手上的手機玻璃面板，康寧公司操作玻璃適應環境的手段真是令人驚艷，而它卻又是那樣親近我們的日常生活。圖(2)康寧的代表產品。
有了玻璃最佳的示範，我們知道在適合的條件下選擇適當的材料，陶瓷也能夠作為結構的支撐，例如厚度極薄(0.08mm)的氧化鋯用來作為手機的觸控按鍵，由於承受的是壓應力且因為具有極高的介電常數，可以到手機壽命結束都還沒有壞到它；用在水龍頭的止水閥片，氧化鋯也能夠發揮其耐磨、密接的特性，並沒有因為自身離子鍵結可被水溶解的⻛險，一直到水龍頭壞掉也都是堅持不漏水的結構設計，這就是陶瓷的好處!!只要設計用對它，尤其是再受壓力的表現，陶瓷的耐受度絕對超過其他材料。
常用的結構陶瓷 力學性能和額外的附屬功能 ●玻璃是最大宗的結構陶瓷，遮⻛、避雨、透光是避雨最大的綜合功能，玻璃在結構上的應用通常必須伴隨的附屬功能就是透光，而玻璃的兄弟材料包含甚廣，包含最早發現的琉璃(不純物很高的玻璃)、釉料都算是玻璃的，沒有結晶形式的非晶玻璃到有結晶形式的陶瓷玻璃，如上述的康寧產品，甚至到單晶等級的光學玻璃。

●氧化鋁(Al2O3, Alumina，密度3.45~3.5 g/cc)：這好比於金屬中的鐵，在陶瓷材料的精細陶瓷分類氧化鋁是最被研究透澈的，用途也非常的廣泛，對於化學抵抗和氧化等惡劣高溫等環境的耐受度高，礦源豐富取得容易，說氧化鋁是陶瓷之王一點也不為過，
尤其是高溫環境(500~2000℃)的一些工業爐體內襯，氧化鋁磚、 氧化鋁纖維、氧化鋁珠等等提供了工業製造上的穩定可靠，這是結構陶瓷最重要的應用之一；此外絕緣特性也使氧化鋁在電器接頭髮揮耐高溫與絕緣、低比重的多重特性，
其實汽油發動機用的火花塞(Spark plug，台灣管叫火星塞)用的絕緣套管就是氧化鋁所製作的，高壓電纜線的絕緣柱也是氧化鋁製作，在燒結的氧化鋁表面上了一層光釉防止鳥糞和落塵堆積以避免高壓電跳弧。但是氧化鋁​​鋒芒卻被下面這位老弟給掩蓋了，
主要在於 氧化鋁密度過低，拋光後的表面沒辦法呈現晶亮，只能 作為隱藏背後的王者了。

●氧化鋯(ZrO2, Zirconia，密度5.65~6.0 g/cc)：氧化鋯是陶瓷材料中認性最好的，破壞韌性值直逼鋅合金， 它的力學性能來自結晶轉變的相變化來導引必吸收能量，有點類似於太極拳法的借力使力，將破壞的能量吸收轉變成抑制破壞的有趣特性，為了減少篇幅的佔據， 有關氧化鋯的材料特性，Dr. Q再另寫一篇”陶瓷的鋼鐵人”專門介紹氧化鋯這支材料、加工工藝以及應用。
氧化鋯由於密度高，拋光後有一種晶瑩剔透的高極瓷器質感，在手錶和珠寶首飾業者被頻繁的添加不同色料所使用，隨著被手機產業興盛，氧化鋯的韌性和裝飾性也受到標榜式的幾家手機廠採用，作為智能手機外殼姑且不論，還被奉為未來5G手機必選用之材料，把玻璃這個材料真的當透明瓷材料給視而不見，足見氧化鋯的科技魅力，更有公司稱之為微晶鋯的上位名詞，花招和吹捧把陶瓷的本質掩蓋過去，真的不是好事!
●其他結構陶瓷，屬於窯爐內耐高溫的陶瓷類別我們就 在環境耐受陶瓷篇來說明。

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讓設備人員的精度及進度更高
成功製造取決於製造商繼續具有競爭力的準確性。在大數 據出現之前，最好的方法是投資更好的設備，如MIG焊 機設備，或對員工進行更好的培訓。然而，使用大數據， 製造商可以使用計算機程序來優化流程，並更加巧妙地分 析錯誤，從而防止這些錯誤產生。

最少的資源消耗下有更高產量
大多數製造商購買原材料並製造成品，他們銷售價格高過 製造成本。在該系統中，製造商可以獲得更高的收益（每 個成品使用的原材料越少），企業的經營就更有利可圖。新的大數據應用程序使製造商能夠更好地了解其整體產 量，並有機會改進其運營方法，生產產品獲得更多的利潤。

價值動力驅使下有更好的預測
供應鏈預測和需求預測是製造商的兩個關鍵工具。他們可 以確定製造商需要生產多少產品，何時淡季減緩生產進度，以及在倉庫中的庫存或出貨量。大數據有助於製造 商更好地掌握這種供應鏈關係的流程變化，因此可以在 最有價值的生產條件下進行生產。
供需平衡下能預測和跟踪供應商業績
製造商也可以使用大數據跟踪供應商的業績。例如，如 果供應商持續提供不合格的劣質產品，就可以準確計算 出這種可能性，並確定選擇新的供應商是否更加具有成本效益。

高效驅動下有更高的可追溯性
大數據還使製造商的流程更加透明和可追溯。製造商的 原材料在生產過程中以及生產階段有多少損失？給定批次產量多少，目前存儲在哪裡？運送需要多長時間，一 旦需要運送，產品在哪裡？大數據可幫製造商跟踪生產和交付的所有這些階段，並提供對可能效率低的領域的洞察和分析。

自我發展下有高級自定義工作
大數據顯示，通過在以往的努力中獲取數據並創造更好 地利用原材料的方法，有可能創建高級定制工作。它也 可以幫助製造商採取逆向工程，為熟悉的問題提出新的 解決方案。 智能自動化技術

企業及社會有明確的投資回報率和運營效率
因此、大數據使製造商能夠更深入地了解其運營的真正效率，以及升級時產生的投資回報率（ROI），例如新設備或新的廣告策略。
這對製造商意味著什麼？製造商可以用這些信息做什 麼？他們目前正在做什麼來利用這些趨勢？
1.更高的盈利能力。首先製造商推動更高的盈利能力，傳統上受到原材料成本和生產限制等因素限制的領域，而突破性的降低成本，並在每個生產運行中獲得更多的收益。企業主很期待能夠探索這些機會，賺取更多的收入。
2.更大的競爭壓力。隨著製造商採用大數據戰略，競爭 對手感受到採取類似甚至更好的方法的壓力。越來越多 的競爭迫使越來越多的傳統製造商升級內部系統，因此 未來的技術發展將會越來越活躍。
3.對新角色的需求。即使精益的數據應用程序對外部人 員或不熟悉數據分析的人員來說也是具有挑戰性的。新 技術令人印象深刻，但他們要求有足夠知識和經驗的人 來實施和管理它們。因此，製造商需要其團隊招募所需 要的人才。
儘管自工業革命以來，經濟區域的技術飛躍相對較少，但製造業正受到大數據的影響。在未來的幾年裡，如果想要繼續生產，更多的製造商將被鼓勵或被迫採用數據採集，存儲和分析的新標準。 ■

這篇文章 工業大數據正在改變製造業 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

  
一、前言
光學射出成型產品近年尺寸公差日趨嚴格，模具鋼材選用及熱處理質量工藝對於射出成型品有直接相關的影響，包含模具鋼材：合金設計，清淨度、熱傳導性，熱膨脹性， 應力分佈，應力腐蝕等均有所影響。如下簡述之。

二、模具系統 
射壓12000psi之抗彎曲疲勞強度1550N/mm。 PC,PMMA 之料溫 Tm-Tg：320-280℃如果模框之回火溫度低於 280℃對於模面高溫強度會下降。韌性要求：300J/cm2 以上。模溫在100℃+/-10℃之熱膨脹係數 10.08x10-6m/ m.k 。
模溫在200℃ +/-10℃之熱膨脹係數11.0x10-6m/ mk冷卻水孔之耐蝕性，對於冷卻循環效果，關係到射壓的Cycle time與模壁的安全應力要高於2200N/ mm熱膨脹係數之一致性與應力分佈一致性。抗拉強度與抗壓 強度決定疲勞強度之持久性，模板，模仁配套供差在 1μm內，且鋼材韌性120J/cm2才不會自散熱槽裂開 與變形。

三、結果與討論
光學射出成型模具，鋼材清淨度高者，熱傳導速度快， 拋光可達奈米等級面粗度，對於成型週期可減少，熱處理工藝深冷處理及持溫時間依模具工件大小掌握長短， 減少沃斯田鐵的含硫量可減少模具微變型。

四、結論
光學射出成型，模具鋼材選用及熱處理扮演微變型控制的角色，在現今塑料光學模具公差，射出成型公差日趨嚴格縮小的競爭市場，唯有面面俱到，提高光學品透光率及模具尺寸公差穩定度的各種因素掌握將是市場領導者必備條件，深入模具鋼材選用及熱處理理將有助於持續扮演此產業領頭羊的角色，
此關係因子攸關成敗，值得再深入探討。

五、參考文獻 
1.Bohler Edelstahl and Buderus Edelstahl hand book,2004,41:137 
2.光學模具鋼材模具系統,梧濟工業,2000. 
3.光學模具鋼材選用及熱處理,梧濟工業,2000. ■

這篇文章 非球面光學射出品對模具鋼材選用之關係 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

目前趨勢

免噴塗材料迎合了當前的環保和低碳節能趨勢。當然， 新技術的應用也並非一蹴可及，在實際使用過程中對加 工模具、注塑工藝也提出了更高的要求。特別是免噴塗製品成型過程中，由於加入的金屬粉、礦粉等助劑屬於無機填料，與樹脂的兼容性很差，
導致在註塑成型過程中容易出現明顯的熔接痕缺陷，特別是針對大尺寸、結構複雜的製件，熔接痕造成的外觀缺陷會更明顯，需要在模具設計的初始階段即開始考慮避免。因此，越來越 多的客戶在與金暘交流過程中，希望獲得從顏色設計、 材料選擇、模具設計到工藝調試的全套解決方案，以便更好的發揮這項技術的優勢。金暘新材料通過總結多年 經驗教訓，在註塑模具和工藝調整中，一般通過採用更高的模具溫度、更高的注塑壓力、多級註塑速度以便於 排氣、調整工藝參數以減少材料剪切等方式，可以較好 的避免熔接痕缺陷的發生。
免噴塗技術能節約大量的時間和勞動力成本，提高產品 質量和耐久性，同時也滿足了消費者對產品外觀的美 學需求。隨著人們對環保意識的增強，相信免噴塗技術 將會得到更多的應用，更有效地幫助企業提升市場競爭力。 ■

這篇文章 免噴塗材材料的介紹與應用 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

動態模溫控制技術
(Dynamic mold temperature control, DMTC)
近年來具創新性之模具溫度控制技術，為射出成型模具溫度控制重要的里程碑，相較於傳統模具溫度控制具有更高效率的市場應用性。傳統模具溫度控制應用在射出成型週期間(Tct)，模溫機將模具溫度維持在產品頂出溫度(Te)以下，
當融膠充填模穴時，融膠經由熱傳使模具溫度隨之提高，充填完成後於保壓與冷卻階段進行冷卻並回到所設定溫度。動態模溫控制應用在射出成型製程上，於充填前先將模具表面溫度加熱至玻璃轉換溫度(Tg)，於保壓與冷卻階段冷卻模具溫度回到Te，此技術控制模具表面溫度於Te與Tg溫度間進行動態變化，得到最短升溫時間(Th)與最短冷卻時間(Tc)，達到充填前快速加熱與充填後快速降低至模具溫度目的。傳統射出成型製程中，冷卻階段佔成型週期約2/3時間， 因此有效率的冷卻效果可大幅縮短成型週期與操作費用， 然而過低或不均勻分佈的模溫，將影響產品品成質，造成縫合線、表面粗糙、殘留應力與翹曲等問題。利用動態模 溫控制升溫/冷卻快速的特性，可有效的解決產品缺陷問題。
各種動態變模溫技術分類近十年來有諸多關於動態模溫控制技術研究與報告，其目的是使模具表面獲得均勻 的快速加熱及冷卻同時兼具合理的成型週期。這些技術大 致可以分成兩大類：

(1) 模內加熱溫控方式包括:
1.同一管路通入冷熱水溫的方式，加壓高溫水隨著設備發展，最高可達200度C，其水溫機設備內部管路需要加壓 防止此超過沸點水的氣化。
2.另外若要求更高模溫時，也有使用熱媒油為加熱介質。但由於油的黏度遠大於水，因此在低溫時，整體冷卻效率 會比水差很多，且容易產生油氣造成污染，限制其應用範圍。
3.電熱管加熱可協助模具達到高模溫要求，但需要額外的模具設計與加工，且為了達到加熱速度與溫度均勻分佈， 往往需要較多的電熱管以提升加熱效果，此外若要提升加熱均勻度，則新型的設計可將加熱管直徑縮小(2~3mm)， 達成可饒式加工與曲面加熱以及提升模具強度。
4. 蒸氣式加熱(Rapid Heat Cycle Molding, RHCM) 同一管路通入熱蒸氣與冷卻水，蒸汽式加熱系統其水路搭配產品3D曲面造型，使用高溫蒸汽為加熱源可達180度C， 在模具內部設計蒸汽加熱流通渠道，達成模具快速加熱目的，加熱完成後迅速導入低溫冷卻水，完成動態溫度控制。
在實際案例應用於LCD外框中發現，由於蒸氣容易造成 水路表面鏽蝕影響加熱冷卻的效率。且由於3D水路設計將提高加工的困難度與成本，使用於大尺產品應用上仍有其優勢，目前產業研究上進一步將此技術發揮於各類產品應用上，包括材料添加金屬粉末表面質量改善及零度拔模角的應用。

(2) 模具表面加熱溫控方式包括：
1.模具表面鍍層滯熱方法，其模面會塗佈一層低熱傳導係數材料，因而將使得充填過程中，熔膠將先和鍍層接觸，而非直接接觸模具鋼材，不同的接觸材料與鍍層厚度將影響熔膠的接觸溫度，進而改變融膠充填時的凝固層厚度，藉由塗佈低熱傳導係數的材料於模面，其接觸溫度較傳統提升約10~20度C。
2.感應加熱溫控技術(Induction Heating Temperature Control, IHTC，利用不同型式電磁感應線圈對模具表面進行快速加熱，以消除縫合線與收縮等產品表面缺陷，本技術特點為模具表面淺層加熱，表面加熱深度約0.1mm，模具升/降溫速度極快，約為20~40度C/s。(3)利用紅外線鹵素燈接近模具表面進行模具表面加熱[16-18]，此系統經由設計後可對模具進行單面或雙面加熱。
3.氣體加熱技術(Gas-assisted Mold Temperature Control, GMTC)，為目前最新發表之加熱方式，利用加熱後氣體通入模穴以熱對流方式直接加熱模具表面，其作動方式如，達到加熱與縮短成型週期效果， 此技術具有高加熱效率但目前僅應用於較小尺寸及微成型之模具。 ■

這篇文章 感應式變模溫控制技術應用 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

特色及服務

這篇文章 Moldex3D 材料研究中心 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

微發泡成型技術研發歷程
1993年MIT授權Trexel公司進行商業化製程研發， 1997年發展出PS微細押出發泡製程(MuCell)， Engel於2000年推出微細發泡射出成形機(MuCell
Molding)，1998年3月Trexel公司在台灣提出申請射出製程專利，2000年10月Asahi chemical宣稱開發完成Amotec技術，1998年台灣ITRI/UCL開始進行微細押出發泡製程之研發；1999~2000年持續研發微細發泡押出及射出技術。

在過去20年塑料加工工藝中的重大創新
用於熱塑性材料的MuCell®微孔發泡，為註塑成型 技術提供了傳統注塑前所未有的設計，增強了靈活性 並大大降低成本。 MuCell®技術在設計塑件壁厚時， 只需考慮發揮材料最大功能，而不用擔心注塑成型工藝問題。
密度降低和功能化設計兩者結合，通常可以 減少材料和製件重量20%以上。MuCell®技術用泡孔成長代替注塑機保壓階段,制 作出的低應力零件尺寸穩定性增強,而且大幅減少了翹曲,泡孔成長也消除了縮痕。不同於化學發泡劑,MuCell®物理髮泡工藝沒有溫度限制，在聚合物中不留下任何化學殘留物。使用過的產品完全適合以 原來聚合物級別回收，並允許回收料重新進入加工流 程。適合回收原來的聚合物的分類並允許重新粉碎材 料重新進入處理流程。
成本及加工方面的眾多優勢，使得MuCell®技術在 全球範圍內被快速採用，主要應用於汽車、消費電子 品、醫療器械、包裝和消費品領域。

降低成本
•減少樹脂消耗
•更快的成型週期時間
•提高良品
•使用較小噸位注塑機
•使用更低成本的填充聚烯烴材料設計自由度高
•可薄壁至厚的壁填充
•1:1的主壁與筋位結構
•相對流動性，可優先考慮功能性
•提高尺寸的穩定性
•減少翹曲變形

持續性高
•減少石油類原料消耗
•降低注塑機能耗
•可回收循環再用
•相比傳統注塑減少碳排放

投放市場快
•減少模具的修改次數
•可預計塑件的幾何狀
•大尺寸製品可一體成型

微發泡成型技術優勢及應用領域
微細發泡成型技術具有優越之物性，其泡孔密度非常高(106~109cells/cm3)，其發泡體密度可控制在0.03~0.95之間，且具有高抗張力及壓縮強度，在高熱下穩定性高、低熱傳導係數、適用於低溫，介電常數低，訊號傳輸性能佳。無污染潔淨度高，可適合製 造生醫多孔性材料，並且與未發泡成品相較之下，有 高衝擊強度、高韌性、比強度、高耐疲勞性，且產品 壽命較長。 ■

這篇文章 Mucell微發泡射出成型技術 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。

應用擴散焊接技術的優點
廠家進行模具設計時，可因應注塑件的形狀設計貼近模腔的3維高複雜性的冷卻流道系統，並於工件表面上加工冷卻流道，然後利用擴散焊接技術將兩件或更多工件接合，製作成冷卻流道系統的嵌塊。相對傳統的冷卻流道加工技術，利用擴散焊接技術所製作的冷卻流道不再局限於縱橫排列的簡單設計，亦不受模具的其它結構如頂針位置所限制，令設計冷卻流道的自由度大增。

真空熱擴散焊在模具行業的應用
真空擴散焊是一種新型的焊接工藝，可以不通過傳統的釬料輔助焊接直接將兩個或多個物體表面焊接在一起，而且焊後強度和焊合率更高。針對模具行業，真空擴散焊工藝是一個將是一個革命性的創新應用，它並不會代替目前已有的模具製造工藝如3D列印和傳統CNC加工等，但會是一個有效的補充。例如針對大型隨行冷卻模具的設計和製造，真空擴散焊工藝可以縮短模具設計週期、簡化模具設計步驟、不受材料種類的限制，提供模具的冷卻效率和強度、降低模具設計製造成本以及最終用戶的生產成本等等。但真空擴散焊工藝在模具行業還處於早期應用階段，模具設計人員需要盡快了解真空擴散焊的基本原理以及前後道工藝的要求，進而採用真空擴散焊的思維設計模具，這樣才會讓真空擴散焊工藝在模具行業體現最大的價值。同時，設計人員也要明確真空擴散焊設備的品質也是決定採用擴散焊工藝的模具的質量和性能的決定性因素，例如設備的壓力精度，溫度均溫性以及設備的工藝可重複性等。

真空擴散焊、釬焊以及3D 列印的區別
模具在什麼情況下應該選擇真空擴散焊來加工模具鑲件？真空擴散焊的優勢是什麼？真空擴散焊和釬焊都屬於焊接，二者最大的區別是釬焊需要釬料而擴散焊不需要，結果就是不用釬料的擴散焊產品焊後強度更高，工藝設計更簡單。3D列印是一種雷射燒結工藝，產品的強度因原材料的限制和工藝特點而達不到擴散焊的焊後強度，另外3D列印的原材料範圍有限，而且產品尺寸也受限。對於中型和大型模具更適合採用真空擴散焊，如果小型模具是批量化的話也可以考慮使用真空擴散焊，因為真空擴散焊設備可以在同一爐同樣的工藝時間內同時完成多個產品的焊接。對於模具強度要求高，且焊接總面積大、水道難加工的產品更適合用真空擴散焊工藝。

真空擴散焊相對於金屬粉末3D 列印的優勢
1、材料可選範圍更廣，可以直接使用標準型材
2、工件尺寸可以更大，最大尺寸可以達到900（寬） *1000（深）*50（高）mm
3、工件性能更好，如強度，耐腐蝕性等，冶金性能非常接近母材
4、生產效率更高，不管大小件，工藝時間基本可以控制在12小時以內，而且可以一爐加工多個產品。
5、如何判斷或驗證擴散焊加工的隨形水路是暢通的？可以採用打壓空氣和通水等方法測試。
6、設備的規格和最大可加工尺寸？設備有效空間如：200×200×200 mm，300×300×300 mm，300×500×250 mm， 400×400×400 mm，600×800×600 mm， 900×1500×500 mm，或按客戶要求定制產品尺寸可與設備有效空間相同。

結論
擴散焊接所製作的複雜而高效能的冷卻流道系統，可有效改善注塑過程的溫度控制，減低物料變形的現象，從而製造更加精密的優質塑膠產品。除了能有效排除常見之注塑缺陷，擴散焊接技術更能有效縮短注塑週期時間，減少复模及注塑機台數量，從而提升注塑廠房產能。

這篇文章 擴散焊接技術(Diffusion Bonding Technology) 最早出現於 CAE模具成型技術雜誌。