由最近成形相關信息報導及成形設備射出加工展 中，不難發現射出成形設備走向高速化、電氣化、微成形化已是明顯趨勢。除了在現有成形技術提升技術水准外，以省料及省加工工程之新成形制程也相繼實現中， 未來成形將有更多元化選擇。隨著智能化成形及網絡管理控制的發展，將引導射出成形走入E世代。本文綜整國內外射出成形機發展現況及未來技術發展趨勢，期能 提供設備業及成形業技術發展參考。
二、國內外技術現況
近年來射出成形技術在環保省能源的電氣式化、快速高產能化、精密微成形化、制品復合多樣化、及制品輕量化都有相當快速及顯著的進展，其它配合各式成形設備 之核心技術如穩健化控制技術、油壓技術、螺杆設計技術、性能檢測等方面也有相對的發展。表一綜合說明目前國內外在射出成形相關技術發展現況及差異。
1。全電氣化成形設備
成形設備走向電氣化其主要原因是電氣化可以省能源、潔淨、低噪音、易維護、容易控制、成形穩定以及易於自動化與網絡化。日本對電氣式射出機技術的運用發展最積極，塑膠加工其 第一代全電氣式射出機的射出速度都在200mm/sec左右，射出壓力在2500kgf/cm2，夾模噸數在300噸以下。目前在市面上的第二代全電氣式 射出機，其射出速度在300mm/sec左右，有部分廠商已推出射出速度為500mm/sec 、600mm/sec的機台，以及夾模噸數達850噸的大型機台。新一代機器不但提升射出速度能力，機器應答性也相對提高，以往從0～200mm/sec 加速時間約需要0。047秒，新一代技術從0～600mm/sec加速則僅需0。04秒。由於電氣化的優點，已從熱塑性塑料射出成形機推廣到熱固性塑料 （或橡膠）成形應用，此外除了常見的臥式機台外JSW、 Kawaguchi、Niigata、 Nissei、 SUMITOMO、 Sanjo等也有立式機推出。本期全電氣式射出成形機發展趨勢文中塑膠射出表 一，列舉了日本主要全電氣式射出機供應廠商，可以發現全電氣式射出機技術在日本普及性相當高，由於多家廠商投入研發，也造就出日本全電氣式射出機的榮景。 國內全電氣式技術由於國外專利突破不易，加上主要組件需靠國外進口，制造成本下降不易，因此業者雖有心，投入廠家不多。
2。高速高塑膠零件產能化成形設備
高速高產能化在射出成形機上朝高速射出成形機發展，以縮短成形周期來達到高產能效果。一般射出成形機其射出速度約在300mm/sec以下，而射出速度在 300以上者即所謂高速射出成形機，高速射出成形機利用高分子在高剪切速率下粘度下降的剪切稀薄特性(Shear Thinning)來成形薄件制品、具微結構精密制品、及超工程塑料制品。高速射出成形機所需具備特色為：高射出速度、高射出壓力、高系統應答性、高機體 剛性、高塑化能力及精確的射出速度-保壓(V-P)切換。表二是目前在高速射出成形機技術領先廠商能力，可以說在高速射出成形機技術上日本也同樣領先其它 國家，Technoplas最新高速射出成形機射出速度可達2000mm/sec，射出壓力在3500 kgf/cm2，從0～1600mm/sec加減速可以在0。017秒內完成的高應答性更能顯現其技術。位置控制精准度上以往機器技術能力在0。1mm左 右，目前則可達0。01mm。設計上塑化螺杆采用高塑化率、高塑化品質的新型螺杆設計，並采用雙合金螺杆。機台結構設計以CAE分析達到高剛性最佳化，油 壓回路以伺服閥閉回控制達到精確位置、速度、及壓力控制，控制系統以多CPU多軸復合控制降低成形周期達高產能效果。V-P切換已使用智能化控制。國內業 界以一般傳統射出機為主要市場，往年較少廠商投入在高速射出成形機開發上，因應國內薄件成形市場的快速發展及歐、美、日在高速射出成形機的研發趨勢，近年 業界已投入高速射出成形機的開發，技術上射出速度可以達到將近800mm/sec，射出壓力在2500 kgf/cm2的能力，但無法兩者兼顧，且油壓回路設計上僅采比例閥或伺服閥的半死循環控制，加上控制器update time不夠快速且控制上未能考量系統非線性及射出煞車特性，整體上可以說有成形薄件所需的射出馬力但精度及應答性等性能仍有提升空間。
3。精密微成形設備
微量射出成形機主要應用於電子零件、表蕊、微機電組件、醫療制品、小液壓組件、傳感器及光柵等制品。成形機主要特色是夾模噸數小，一般在15噸以內，目前 國外主要設備供應廠商包括Nissei、 Dr。 Boy、 Battenfeld、MCP、Babyplast、高橋等。國內對微量射出成形機應用研發也有廠商有興趣，但是在螺杆設計加工及成形技術投入尚淺，市面 上僅可看到20噸射出機，15噸以下機器尚無廠商推出。
4。制品復合多樣化成形設備
射出制品復合多樣化包括嵌入成形、多色多料成形等。國外業者對各式成形均有專用射出成形機搭配，如共射出成形機、多料射出成形機、嵌入射出成形機等，國內業者也已投入共射出成形機及多料射出成形機的開發，但仍屬起步階段，至於嵌入射出成形機方面則已較成熟。
5。制品輕量化成形設備
發泡成形是射出及押出成形在制品輕量化應用較廣的技術，以物理發泡或化學發泡方式，將氣體混於熔融塑料中成形以降低成品比重，達到輕量化效果。發泡成形設 備上國外有完整全面的技術發展，包括螺杆、料管設計、氣體計量及注入設備、配方及模具設計等。國內技術主要來源是研究單位，業界在發泡成形著墨較淺。另外 氣體輔助射出也是射出品輕量化的另一方式，由於有專利的局限，國內外廠商除特定品牌外並不普遍。國內目前僅有少數廠家搭配氣體輔助裝置，發展具獨自特色的 氣體輔助射出成形機。
6。核心技術
成形設備關連的技術層面相當廣，主要包括成形技術、模具技術、控制技術、油壓技術、伺服技術、螺杆技術及性能量測等技術。就設備控制技術而言，國外高精密 成形設備各廠依其機器性能而有專用控制器，尤其是可提供多軸控制、快速取樣的高速射出成形機控制器。控制法則上，精密成形設備大都使用伺服閥全閉回路控 制，且已有多家廠商發展使用穩健化的射出速度-壓力（V-P）切換控制技術，使成形品質更穩定、更精准。國內成形設備控制器廠商在一般成形設備泛用的控制 器技術上相當成熟，然而在機密射出機所需的閉回路伺服閥控制器開發仍缺乏。油壓組件技術方面，國內遠較先進國家落後，尤其精密射出機應用的較高級比例及伺 服閥，大都仰賴進口。相較於國外射出機大廠可以依特殊性能需求而設計特殊伺服閥的技術能力（如Netstal及Nissei），在閉回路伺服閥應用經驗及 技術上，國內油壓技術提供廠及射出機設備廠尚有提升空間。在螺杆設計技術、性能檢測上，國外業者的技術已非常扎實；國內業界雖多數了解螺杆設計原理及性能 檢測重要，但是在技術不熟練及低成本的競爭壓力下，像新型螺杆、雙合金螺杆等設計及應用並不普遍，而大部份廠商未有完整的性能檢測設備及檢測技術，機器性 能與品質難予確實掌握。
三、技術未來發展趨勢
未來技術發展趨勢上，不外乎在既有技術領域上求進步，將成形機精度及性能提升、因應新制品需求開發新制程新設備、機器控制穩健化、並迎合未來網絡化及智能化的生產操作世界。下列國外發展信息供參考。
1。全電氣化
全電氣化在射出成形應用上將更普及。以往局限於伺服馬達馬力及導螺杆速度使用限制，全電氣式射出機噸數多在300噸級以下，射出速度在300mm/sec 以下。Niigata改善機構設計技術及馬達同步控制技術，在近期推出射速600mm/sec的高速機台與850噸的大型機台，另外Fanuc推出新驅動 馬達有能力提供射出速度達1000m/sec的射出單元應用，除了低價化、普遍化外，高速化及大型化是全電氣式射出成形機未來技術發展趨勢。
2。高速高產能化
射出機高速化除了要達到高產能化外，主要的另一目的是用於生產薄件制品，在塑料原料性能日益提升下，不屬於3C制品的一般制品也會走向薄化化，因此高速射出成形技術仍是未來發展趨勢。
3。精密微成形
精密微量及微結構的射出機主要應用於生產應用於精密微成形制品。目前精密微制品全世界約有兩百多億美元年產值，到公元2002年預估將成長到四百五十億美 元年產值，各國致力於微機電及3C制品開發的趨勢不變，微量、微結構制品的市場將持續成長，對精密微成形設備需求也會相對逐年增加。
4。制品復合多樣化
多色多料制品復合多樣化可減少生產所需工程，以一次生產過程使制品得到如耐熱、防蝕、耐磨耗、阻氣、透光、好觸感等組合特性，更可減少因二次加工所需之花 費及可能造成的缺失。射出成形上配合模內貼標（In Mold Labeling）、模內裝飾(In Mold Decoration)的技術發展，將使生產更具彈性化。
5。制品輕量化
除一般發泡成形及氣體輔助射出成形，德國IKV也正在發展以水輔助射出成形(Water Assisted Injection Molding)技術，另外美國MIT及Trexel發展使用超臨界流體的MuCell微細發泡成形制程，可以獲得較均勻、微細、低密度制品品 質，MuCell制程可應用於射出及押出，將使輕量化制程提供多一項選擇。
6。智能化
目前在成形技術上，可利用計算機有效地整合產品設計、塑料物性數據庫、模流分析、模具制造、射出成形機、二次加工設備、生產管理、行銷體系、及客戶服務等 系統進行智能化生產操作，尤其射出成形機可以成形專家系統線上操控，對成形品質監視並自動調整成形條件，能提高成品精度穩定性，而且可降低操作人員的技術 依賴性。
7。網絡化
隨著網際網絡發展，成形設備未來將使用具網絡能力的控制系統、致動器、及量具，使生產管理及控制網絡化，利於多生產及行銷據點的掌控。
表一。 射出成形技術現況
關鍵技術 領先技術現況 國內技術現況
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