先說結論，這三個問題其實是「連體嬰」
好，我們今天來聊一下射出成型，特別是模具設計這一塊。嗯…很多剛入行的工程師或設計師，最頭痛的大概就是三件事：產品做出來會變形、會縮水，還有很難脫模。我看了很多網路上的文章或是一些…你知道的，教學手冊，它們很習慣把這三個問題分開來講。 跟你說，啊，縮水就加保壓；變形就調冷卻。 這樣講…不能說錯，但很容易讓你掉到一個陷阱裡。
老實說，我自己是覺得，變形、縮水、脫模不良這三個根本就是「連體嬰」。你動了其中一個，另外兩個一定會被影響。你為了處理縮水，把保壓加得滿滿的，結果內應力太大，產品一出模就翹得跟什麼一樣，這就是變形。 然後你為了讓它好脫模，拔模角做得很大，結果又影響到產品外觀跟尺寸。所以，重點從來不是單獨解決一個問題，而是怎麼在這三個之間找到一個…嗯…一個平衡點。
今天我想聊的，就是這個「平衡」的思維。這不是那種條列式的SOP，比較像是我自己這幾年在現場跟模具廠、跟客戶吵架…呃不對，是溝通…溝通之後整理出來的一些心得。很多時候，你網路上查到的標準解決方案，跟實際在台灣工廠老師傅的做法，其實會有落差。這沒有誰對誰錯，只是考量的點不一樣。比如說，國外的資料很強調前期用模流分析軟體（像是Autodesk Moldflow）去模擬，把問題抓出來。 但在台灣，很多時候還是靠老師傅的經驗，直接在模具上做調整，這速度快，但也很吃經驗。
為什麼網路上的教學，有時候沒用？
我直接講白了，很多教學文章最大的問題，就是把「製程參數」跟「模具設計」混在一起談，而且是事後補救的思維。它們會告訴你，啊，產品翹曲了，那你去調一下射出壓力、降一下模溫看看。 這對現場的射出技術員當然有用，但如果你是產品設計師或模具工程師，你的工作應該是在更前面，在模具鋼材都還沒切下去之前，就把這些問題預防掉七八成。
你看，大部分的文章會這樣分類：
- 變形（Warpage）：原因是不均勻收縮、內應力。 解決方法是優化冷卻水路、調整肉厚。
- 縮水（Shrinkage）：原因是壓力不足、補料不夠。 解決方法是加大澆口、提高保壓。
- 脫模不良（Sticking）：原因是拔模角不夠、模面太粗糙。 解決方法是加大角度、拋光模面。
這看起來都沒錯，對吧？但魔鬼就在它們的關聯性裡。你提高保壓去救縮水，產品內應力就會飆高，更容易翹曲變形。 你為了閃開縮水，把產品肉厚做得超級薄，結果它就變得軟趴趴，頂出的時候一不小心就變形了。 所以，我們不能只看單點，要把整個系統串起來看。
怎麼做？從源頭設計解決「變形、縮水、脫模」的連鎖反應
好，那具體要怎麼做？我的習慣是，在開模前，就先在腦中跑一遍射出場景。忘掉那些單獨的參數，我們從產品的「一生」來看：從塑膠熔膠進去，到最後成品頂出來。我把它分成三個階段來思考：充填保壓、冷卻固化、成品頂出。
階段一：充填與保壓——縮水與變形的源頭
這個階段是最多問題的根源。塑膠料怎麼進去、壓力怎麼傳遞，幾乎決定了縮水跟變形的一半。
- 肉厚均勻是聖經：這句話講到爛了，但它就是最重要的事。 塑膠是流體，它會挑好走的路走。你設計一個地方3mm厚，旁邊突然變成1mm，那塑膠料一定是先衝去3mm的地方，等它要擠進1mm的薄區時，可能已經半冷卻了，壓力也傳不過去，那邊就會縮水，甚至射不飽。 這種不均勻的流動跟壓力，就是造成內應力的元兇，也就是變形的根本原因。
- 澆口不是隨便開的：澆口的位置決定了塑膠怎麼流，也決定了纖維材料的排向（如果你用的是加纖料）。 纖維排向會嚴重影響收縮率，順著流動方向的收縮和垂直方向的收縮會不一樣，這叫異向收縮，是造成翹曲的主因之一。 所以澆口最好是開在產品最厚的地方，從厚的地方往薄的地方推，壓力傳遞才會順。
- 保壓是雙面刃：保壓是為了補充塑膠冷卻收縮的體積，防止縮水。 壓力夠、時間長，縮水痕就會不明顯。但就像我前面說的，過度的保壓會把應力鎖在產品裡，像個不定時炸彈。 所以，與其靠超高保壓硬塞，不如回頭去檢查，是不是肉厚不均或澆口位置不對，導致壓力傳遞不順？
階段二：冷卻與固化——決定最終形狀的關鍵
塑膠在模具裡冷卻的過程，就像在做「定型」。這邊冷得快、那邊冷得慢，產品就會被拉扯，最後就變形了。
- 冷卻水路要公平：模具的冷卻水路設計，講求的是「公平」。 產品的每一區都要盡可能用同樣的速度冷卻下來。如果有一邊的水路離產品很遠，或是被機構擋到，那邊就會變成熱點，冷得慢、收縮就多，最後整個產品就會往那個方向彎過去。 我看過一個國外的案例，他們甚至會在熱點區域鑲嵌導熱性更好的銅合金，就是為了讓溫度均勻。 這在台灣比較少見，成本考量嘛，但這個思路是絕對正確的。
- 材料特性決定一切：不同的材料，天性就不一樣。非結晶性的材料，像ABS、PC，收縮率比較低也比較均勻，問題相對單純。 但如果是結晶性的材料，像是PP、PA（尼龍），它們的收縮率就很高，而且結晶過程很敏感，冷太快或太慢，結晶程度不同，收縮量也不同，變形就很難搞。 特別是加了玻璃纖維的PA，纖維排向跟結晶收縮兩個因素加在一起，預測變形會變得很複雜。
階段三：成品頂出——臨門一腳的藝術
產品在模具裡都好好的，結果一頂出來就壞了，這真的會讓人吐血。脫模問題通常跟變形綁在一起。
- 拔模角是救命符：不要跟拔模角過不去。很多ID設計師為了美觀，喜歡做垂直的牆面，但在模具廠眼中這就是災難。 塑膠冷卻時會收縮，緊緊地抱住模具的公模仁，沒有足夠的拔模角，頂出時的摩擦力會非常大，輕則在表面留下刮痕、拉白（應力痕），重則直接把產品頂到變形，甚至頂不出來卡死在模具裡。 一般來說，光面的最少最少要0.5度，有咬花（紋理）的表面，根據紋路的深度，至少要2到5度才安全。
- 頂針不是亂插的：頂出機構的設計也是一門學問。頂針要頂在哪裡？要用多大的頂針？這都要看產品的結構。原則是，頂在結構剛性最強的地方，像是肋、柱子的正下方。 千萬不要頂在一大片平坦的薄肉區，那很容易會留下一個白白的頂針印，甚至直接把產品頂穿一個洞。如果產品是一個薄殼盒子，最好的方式其實不是用頂針，而是用「剝料板」或「推板」整圈去推，受力均勻，產品就不容易變形。
一個假想案例：設計一個簡單的塑膠收納盒
我們來想像一下，今天你要設計一個長方形的ABS收納盒，尺寸大概是20x10x8公分，肉厚2.5mm。聽起來很簡單吧？但我們用剛剛的思路來跑一次。
很多新手可能會直接畫出一個方方正正的盒子。但這樣問題就來了：
- 縮水：底部是一個大平面，中心區域離澆口最遠，也最慢冷卻，非常容易產生縮水痕。
- 變形：四個又高又直的側壁，在冷卻收縮時會向內拉，很可能會變成一個…嗯…內凹的梯形。
- 脫模：四個垂直的壁面，抱緊力超大，頂出時很容易在內側底部留下白白的頂針印。
那要怎麼優化？
- 設計面：首先，底部的大平面，我會在反面（內部）做一些井字形的補強肋，大概1.2mm厚（差不多是主肉厚的一半）。 這樣既能增加強度，又能把底部的大肉厚打散，減少縮水的機會。再來，四個側壁，內外都給它1.5度的拔模角。 所有的轉角，不管是內R還是外R，都至少給個R1.0，不要做成銳角，銳角超級容易累積應力。
- 模具面：澆口，我會選擇用三個點澆口，平均打在長邊的側壁上，而不是從底部中間進膠。這樣流動比較平衡，也能避免在底部的外觀面留下疤痕。冷卻水路要盡量貼近盒子的四個側壁，並且確保公模仁（盒子內部）跟母模（盒子外部）的模溫不要差太多，溫差超過5-10度就容易翹。 頂出機構，我會放棄傳統的頂針，改用一整圈的剝料板去推盒子的邊緣，這樣脫模最穩，外觀也最漂亮。
你看，這樣思考一輪，我們根本還沒碰到什麼射出壓力、保壓時間這些參數，就已經把大部分潛在的問題給排除了。這才是設計的價值所在。
問題排解的思考矩陣
好，雖然我說預防勝於治療，但有時候問題還是會發生。這裡我整理一個簡單的比較表，但它不是標準答案，比較像是一個思考方向，讓你看到這幾個問題是怎麼互相影響的。
| 問題現象 | 可能原因（設計觀點） | 常見的「治標」手法 | 可能會引發的「新問題」 |
|---|---|---|---|
| 變形／翹曲 (Warpage) | 肉厚差異太大、冷卻不均勻、纖維排向不對稱。 | 調整模溫、延長冷卻時間。 | 週期時間拉長，成本增加。模溫降太多，可能會流動不順，產生結合線。 |
| 縮水／凹陷 (Sink Mark) | 產品局部肉太厚、澆口太小或離太遠、補料壓力不足。 | 提高保壓壓力跟時間。 | 內應力變大，更容易變形。 如果鎖模力不夠，還可能產生毛邊。 |
| 脫模不良／拉傷 (Sticking/Drag Marks) | 拔模角不足、模具表面太粗糙（特別是咬花面）、頂出系統設計不良。 | 噴離型劑、降低射速讓產品收縮小一點。 | 離型劑可能會污染產品，影響後續印刷或組裝。降低射速又可能造成短射或縮水更嚴重。 |
結論：別當一個只會畫圖的設計師
總結一下，嗯…我覺得，射出成型是一個充滿妥協的藝術。你不可能得到一個十全十美的產品，總是要在成本、外觀、尺寸精度和生產效率之間做取捨。變形、縮水和脫模這三兄弟，就是逼你做出選擇的考驗。
所以，對產品設計師或機構工程師來說，最重要的能力，真的不是CAD畫得多快多漂亮，而是你對「製造」的理解有多深。 你要能預見到你畫的這條線、這個面倒下去工廠會發生什麼事。多跟模具廠的師傅聊聊，多去射出現場看看，你會學到比書本上多太多的東西。當你腦中有了一整個製造流程的畫面，你設計出來的東西，自然就能避開大部分的坑。這也是一個好的設計師，跟一個只是會操作軟體的繪圖員，最大的差別。
