评《非常厉害的注塑调机高手，与国外最先进水平还有多大的距离?》
评《非常厉害的注塑调机高手，与国外最先进水平还有多大的距离?》
徐昌煜
2021年8月18日
2019年12月6日陈曦在《微注塑》发表一篇文章《非常厉害的注塑调机高手，与国外最先进水平还有多大的距离?》，广为传阅，议论者众。 这个月有学生将此文电邮给我，阅后深感作者对中国模塑业颇有爱之深责之切之心，陈君之言，于我心有戚戚焉! 然而，情势并没有那么悲观，取人之长，补己之短，天行健，君子以自强不息，中国模塑业仍然大有可为。 兹摘录该文部份论述，并附上我的批注或点评(一般为粗斜体，C. Hsu是我的代号)如下：
--- 那么这些自认为技术很牛、不可一世，工资期望值高于15K的大牛大咖们，如下问题都想通透了吗?
做齿轮时，需要齿轮内径与外径不变，而厚度增加或减少0.03mm?
你调机时，温度、速度、压力、时间、位置的依据是什么?
同样的原料、机器、模具，为什么白班的产量，与夜班会不一样?
时间就是效率，你设置的成型周期是最佳状态了吗?
200吨以下机台转模时间，能控制在20 mins以内吗?
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当做注塑20、30年，自我感觉良好，认为技术已经到达瓶颈，看不到自身技术上升通道的时候，我们是否应该睁眼看世界，去看看世界上非常厉害的注塑工艺水平，是什么样子，日本、德国的注塑工艺，像是电装、博世这些零部件巨头，人家的技术厉害到什么样子。
日本、德国注塑工程师们，已经可以将注塑机温度、压力、速度、时间、位置及原料的熔融温度、结晶(玻璃态转变)温度，熔体粘度与剪切速度等关键要素，通过软件模拟得出所要的参数。
C.Hsu：“通过软件模拟得出所要的参数”并转换成注塑机上的设定值在康佳模塑已经实施多年了，成绩斐然。 (2004年到2005年，我应聘担任康佳集团模具暨注塑技术高级顾问一年。)
为了让大家开拓视野，发现差距，以下用文字+图片举例讲述。
1. 日本树研公司，占领全球超小粉末齿轮(粉末冶金齿轮)70%的市场份额，70名员工，30亿日元销售额，产品广泛应用于手表、微创工具、微电子机械、心脏导管、眼球玻璃体市场，历经日本产业空心化及多次经济危机，依然屹立不倒，基业长青。 最经典的产品是wt.0.0028g的粉末齿轮，不缺客户，全球大企业，也要看老板的脸色，这种注塑工艺，算不算非常厉害的水平?
C.Hsu：当然，这是极高水平的注塑烧结工艺! 持续改善和精益求精是日本的文化，精密工程(precision engineering)是日本人的强项。 部分中国人也有精密工程的基因(从秦人制箭造剑的成就就可以看出)，而许多日本人则认为他们是东渡秦人徐福的后代。
2、日本松下历经3年，通过10万次测试，获知冷却时间与材料固焓(C. Hsu：应为塑料的热扩散率)、模具温度、熔体温度、塑件壁厚之间的关系，得出冷却时间计算公式，直接软件模拟设置成型工艺参数，当我们还在通宵熬夜，费水、费电、费料、费人工试模的时候，老外在用CAE Moldflow工具软件，得出参数直接打产品。
C.Hsu：
1. 下列一理论冷却时间(ta)的公式：
式中的h、α、Tm、Tw和Te分别为塑件壁厚(肉厚)、塑料的热扩散率(thermal diffusivity)、熔体温度、模温(金型温度)和顶出温度(ejection temperature)。 上图未见α、Tm和Te，想必是针对某一塑料专门绘制的，其α、Tm和Te皆为默认(default)值。 该图不适用于其他塑料，慎哉!
2. 任何3mm厚塑件的冷却时间能够缩短到18秒就很不容易了! 上图中对应于肉厚3.0mm和金型温度(模具温度)80°C的理论冷却时间只有8秒显然有误。
3. 全球最常用的模塑CAE(包括moldflow)的核心程序(core program)几乎都是华人写的，中国人比任何其他国人更容易与这些华人菁英沟通而学得精华。 日本人能，中国人应该更能，将模塑CAE的潜力发挥的淋漓尽致。
3、某公司，在有新产品需要设置成型工艺时，直接在软件上模拟输入：
C.Hsu：电脑输入(input)包括一模中所有制品和流道的几何造型(才知道射一模的射料量)和注塑机的规格(包括料筒内径，才晓得螺杆要推进多少mm才能射出前述之射料量)。
C. Hsu：既已获得所期待外观的成型制品，新的成型条件增加了周期时间和能源消耗(高保压等)，何有利于我哉? 这可要交待清楚。
4、诸多日本、德国公司，可以通过注塑机压力、速度、位置的波形曲线，判断原料异常，螺杆损耗、工艺不良，寻找最佳成型工艺，快速调机。
C.Hsu：这一部分，先进成型技术学会的理事长、香港科技大学的教授高福荣博士和他的团队已经开发出不输于世界任何一家先进公司在市面上推广的软硬件控制系统。 (注一)
3月份以来中兴“芯片”事件及到现在还未有缓和迹象的贸易摩擦，唤醒沉睡已久的民族情怀，建立完整、现代化的工业体系，能够骄傲的立足于民族之林，平等参与全球贸易是每一位有良知的中国人的美好愿望，也有一家接一家的中国企业下定决心，立志开发自主芯片。
如果有一天，“中国芯片”已经可以比肩全球，而我们的注塑工艺水平依然与世界保持30年差距，那么，作为注塑行业的一员，我们如何向自己及后代交代，我们智力、才华、禀赋与爱国情怀?
C. Hsu：
中国芯片在很多方面已经领先全球了! 台积电就是最好的例子，他攻城掠地、所向披靡，美国的英特尔(Intel)和韩国的三星(SAMSUNG)都甘拜下风并且畏之如虎，韩国政府(在美国施压下)为了使得三星能夠继续与台积电竞争，还特別假释了坐在牢中的三星掌门人李在镕 --- 台积电之武林至尊是如何做到的?
1. 大量聘请理工博士和硕士(有科学教养的研究员和工程师)学习并持续做一般公司连学士都没有的员工做的日常实务工作；这说明即使是操作员等基层工作人员，如果能有些起码的科学观，就不容易犯最基本的错误，也较能随机应变，而减少许多不必要的损失；这么做，人工成本会大幅上扬，但是，对台积电这样生产附加价值高产品的公司，操作员犯错造成的损失往往远大于工资的节省。 当然，对于大部分其他公司而言，现在固然没有像台积电这样做的条件，却可以对厂内员工进行最基本的科普教育作为开始，员工素质和工资、公司形象和品牌以及产品价值和价格与日俱增，造就另一个”台积电”不是不可能；
2. 精益求精的知识管理。 台积电员工在淡季时都在做知识管理，去芜存菁、集思广益、转识成智 --- 数十年如一日，建立的庞大数据宝库成为人工智能(AI)的坚实基础，这岂是狂言”五年内追上台积电”的凡夫俗子能够一窥堂奥的? 科学和精益的文化以及人工智能的建立，非十年(甚至数十年)不为功!
注一：
2017年4月24日我在”问鼎模塑”的“飘飘何所似，天地一沙鸥 – 徐老师谈天说地、言古论今”专栏写了一篇文章《从注塑机控制系统的成功应用，谈市场营销的要素》，其中有以下几段叙述(请留意：文中的“福达”和“MUST”二名现已改为“贝高”和“Smark”)：
东莞辰达电器有限公司是全球最大的工业开关生产商，主要客户包括德国博世(BOSCH)等跨国公司。 福达智能在过去一年半，将东莞辰达电器有限公司之机龄高达12到16年的震雄注塑机改装上MUST高精度注塑机控制系统后，产品因短射(short shot)、气痕(gas mark)、浮纤(floating fiber)等造成的不良率从3.8%降到0.2~0.8%。 辰达电器各阶层领导都喜出望外、大为惊艳。 朱董事长说：「用了福达控制系统以后，国产机即可达到德、日机的精度。 以后只要买国产机就足够了!」 ---
高级营运经理邝伟明负责零件生产及模具维修，在MUST高精度注塑机控制系统的安装、测试及量产上，---。 他很高兴的告诉我，过去一年半，在震雄的8台80吨机以及4台168吨机等共15台机上安装了MUST控制系统后，良率都明显的提高，而量产也都非常稳定，后者是他最为欣慰之事。 邝经理说该厂即将在另外10台机上装上MUST控制系统。
下左是我考察该公司注塑厂生产工业开关时，在”麻雀变凤凰”的老旧震雄机前拍摄的照片，下右是该机稳定生产的PA66-GF35(添加35%玻璃纤维重量比的尼龙双六)制的电动工具内零件，短射、气痕、浮纤等不再出现，客户感到十分满意。
高福荣董事长是香港科技大学的讲座教授，在注塑控制方面的研发享誉全球，福达智能在高教授的领导下，推出了MUST高精度注塑机控制系统。 高教授说：「只要给一个起码的工艺窗口(process window)，或者只要某注塑机在某工艺条件组合下能够模塑出一些合格的产品，MUST控制系统就有把握以其先进的科学算法快速的调整温度、压力、时间、速度和位置，将整个注塑状态带进可以生产合格产品的工艺窗口。」 MUST控制系统在辰达电器的成功应用就说明了该产品的优越功能是毋庸置疑的。
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