模具製造業探討

模具產業是一項技術及資本密集，且附加價值高之特殊產業，是 許多產品生產時的最終工具，素有工業產品之母的雅稱。

壹、模具產業分析

我國模具業約從民國七十年代起，政府鑑於模具產業對產品的重 要性，將模具產業納入策略性產業的範圍，發展至今塑膠模具及沖壓模 具成為台灣模具產業的兩大主流。近年來，由於電子及汽車相關產業快 速發展，逐步成為模具產業生產成品的主要項目。再者，因為科技的進 步、電腦控制的導入及加工技術的改變，使得模具產業造成許多的影 響。就我國模具產業的特性加以探討：

一、模具產業的特質

模具產業為一技術、資本密集且附加價值高之特殊產業，更是各類 終端產品量產的一項重要基本工具，因此模具工業向來有「工業產品之 母」的美稱。發展模具產業不僅提高工業產品的精良度，亦可帶動整體 製造業的進步，進而加速工業的升級，模具產業是支持製造業蓬勃發展 最重要的基礎工業。我國歷經30 餘年的工業發展，迄今已建立一相當 規模之模具產業，其產業特質歸納為（陳奕穎，2003、陳仲宜，2006）：

（一）中小企業為主

根據經濟部2004 年台閩地區工商普查發現我國模具相關廠商 約3,440 家，平均員工人數為 14 人，資本額低於四千萬元的廠商

高達98%，為典型中小企業型態的產業，多數集中於北部以台北縣 的三重、新莊、樹林及土城等居多。模具廠員工人數分佈以未滿 20 人最多，比例高達 86%；員工人數在 20~50 人之間廠商比例約 佔10%；超過 100 人以上之廠商僅佔 1%（陳仲宜，2007）。另外 依據國際特殊工具及加工協會(ISTMA)之資料，其會員國之模具廠 平均員工人數均少於50 人，足見全球模具廠規模均以中小企業為 主。

（二）訂單以單件為主

模具係為配合工業產品量產而加以製造，大部份是單一付模具 比較少重複，除非同形式的產品產量相當大，才會製造同樣的模 具。通常採用訂單式的生產形態，無法事先預製完成。

（三）高技術導向

模具產業係屬精密製造工業，其製造過程不僅包括機械加工的 銑、磨、搪等傳統加工程序，亦包括放電加工、線切割、鏡面研磨 等非傳統加工技術及熱處理或表面處理技術等。所以模具廠商能否 接單，取決於廠商模具製造的技術水準。

（四）模具加工設備投資大

模具所需的加工設備比較精密且價格昂貴，然而模具本身不是 量產的產品，加工設備的回收率較一般量產的工業產品低。因此模 具廠商為降低投資成本，常會將部份零件委外進行加工，以減少對 於設備的投資。

（五）受不景氣影響較小

模具產業相較於其他產業，對不景氣較具抗跌性，主要是不景 氣時，雖然工業產品需求的產量減少，但用來生產產品的模具仍是 必需的，僅能改變模具材料以降低成本，但卻會對模具壽命造成影 響。

（六）市場需求差異大

根據模具公會及 ITIS 調查，2006 年模具產值以塑膠模具最 大，約佔61%，其次為沖壓模具佔 32%、壓鑄模具約佔 5%，而鍛 造模具及橡膠模具…等其他種類模具約佔 2%等。至於模具市場的 銷售通路是直接由模具廠商銷售給國內廠商為主，其次為直接銷售 給國外廠商，少部份透過貿易商外銷。

二、模具產業的區分

模具產業主要區分為塑膠模具及沖壓模具兩大類，及其他相關模具 等。廠商依據生產模具種類的不同加以區分為：

（一）塑膠模具廠商

指其所生產的模具係提供生產塑膠製品的廠商。由於石化工業 的發展，使得石化工業下游的塑膠性質不斷的改良，塑膠製品取代 許多以往使用不同材質的產品，例如機車外殼、家電產品等等。現 在各種電子產品的外殼、內部零組件，及各種資訊、通訊等3C 產 品，都是利用塑膠模具製造良好外型，使商品更具有競爭性及實用 性。模具製造廠商是將各種模具使用的金屬零件透過各種的機械加 工與特殊加工方法，完成零件製作並組合而成為一付模具。

（二）沖壓模具廠商

指其所生產的模具係提供製造各種金屬或非金屬零件產品的 廠商。主要是當金屬或非金屬產品需要大量生產時，在常溫下使用

特定的工具透過沖床的高壓力及一致性的沖壓，以完成所需要的形 狀。例如汽、機車金屬殼、民生用的五金，甚至各種工業用的產品。

近年來由於電子產業的快速發展，沖壓模具也應用到電子相關產品 的沖壓概論。模具製造廠商是使用各種機械加工方式，對各種模具 材料進行加工，以完成模具所需要的零件，進而組合成為一付模具。

貳、模具種類與應用

一、模具的種類：通常是以模具所生產的產品材質或使用的生產機器不同而 有所差異（應龍泉，2007；王肇祥，2008），一般可分為以下幾種模具：

（一）沖壓模具(stamping die / press die )

沖壓模具是利用沖壓製程使薄的金屬片或非金屬片加工成形 的工具，金屬片成形的形狀依上、下模模具的形狀而定。除了較簡 單的形狀可利用一付模具加工完成外，一般較複雜的形狀可能需要 一付以上之模具來完成其加工。區分類型有：

1、單工程沖壓模具：在一沖壓行程中，只能完成一種沖壓製程 之模具，其材料之送料過程一般利用人工完成。

2、連續沖壓模具：在一沖壓行程中，可同時完成二種以上沖壓 製程之複雜型式的沖壓模具，依據材料進給過程逐步沖壓完 成複雜形狀的產品。其材料的送料過程一般利用自動化之機 構完成。

3、傳送沖壓模具：與連續模具大致相同，惟其半成品之傳送，

一般均利用自動機械手臂或自動傳送機構完成。

4、複合沖壓模具：利用模具構造的差異使得在一沖壓行程中，

同一位置上完成兩個或兩個以上的加工內容，以完成複雜形 狀的產品。其材料的送料過程可採用人工或自動化方式。

（二）塑膠成形模具(plastic forming mould)

塑膠模具用於塑膠件的成形，其原理是將固體粒狀的塑膠材 料，放入射出成形機器的加熱缸中加熱，待成為可流動狀態時，經 由射出機構將熔融的塑膠材料，由噴嘴射入模具成形穴中，待產品 冷卻固化後再開模，由頂出機構將如模穴形狀的成形產品頂出，以 完成塑膠產品的生產製程。塑膠模具依構造及功用的不同，可區分 為三種基本類型：

1、二板式模具：由上模板與下模板組成，流道與成品在同一分 模面上。

2、三板式模具：由上模板、下模板及流道剝料板三板構成，成 品與流道分別位於不同的分模面。

3、無流道模具：模具之澆道與流道特別加熱或保溫，使軟化的 材料保持熔融狀態，每次射出操作只取塑膠成形產品，沒有 流道與澆道等廢料產生。

（三）壓鑄模具 (die casting mould)

壓鑄模具是用於熔點較低之金屬，如鋁、鋅、鎂、銅等合金的 成形，其原理是熔融之金屬材料，經由壓鑄機的壓出機構壓入閉合 之壓鑄模具內，以充滿模具的成形模穴中，待冷卻凝固後再開模，

由頂出機構將成形產品頂出脫模，以獲得產品。壓鑄模具區分可分 為：

1、依成形之金屬種類：可分為(1)鋁基壓鑄模：用於鋁合金之壓 鑄成形。(2)鋅基壓鑄模：用於鋅合金之壓鑄成形。(3)鎂基壓 鑄模：用於鎂合金之壓鑄成形。(4)銅基壓鑄模：用於銅合金 之壓鑄成形。(5)其他壓鑄鉛、錫…等合金之壓鑄模。

2、依模具構造區分：(1)直雕模：為直接在固定模或可動模直接 加工出公模或母模形狀的模具。(2)嵌入模：為公模或母模加

工在嵌件上，再將嵌件安裝在固定模或可動模模框內的模 具。(3)單元模：為特殊組合之模具，特點為模具的公模或母 模可以拆卸組裝，以完成不同型式的產品。

3、依使用壓鑄機區分：(1)熱室壓鑄機用模具：主要為金屬的熔 解爐在壓鑄機上，進料系統是利用鵝頸管將熔融金屬射入模 穴。(2)冷室壓鑄機用模具：主要為金屬的熔解爐不設在壓鑄 機上，其為進料系統是使用柱塞將熔融金屬經由射料套筒射 入模穴。

（四）鍛造模具(forging die)

鍛造是金屬成形加工方法之一，係將金屬胚料放在所需形狀之 工具內，利用鍛壓或鎚擊的外力，使放在其內的胚料，依所設計之 形狀成形，成形時所用之工具，即為鍛造模具。通常區分：

1、落錘鍛造模具：使用於蒸氣錘式壓床上的各種形狀模具。

2、壓床鍛造模具：使用於機械式或液壓式壓床上的各種形狀模 具。

3、端壓鍛造模具：係把斷面均勻之桿子，將其某一端鍛粗成形 的模具。

（五）其他模具(other moulds)

除上述四種模具外，不論在數量及產值上均為少數，故僅列入 其他模具上簡述：

1、擠伸模：亦稱為鋁模，用於鋁框條之擠壓成形，一般可分前 擠伸、後擠伸等。

2、粉末冶金模：用於金屬粉末之成形，一般之加壓力甚高，且 於成形後尚需燒結。

3、橡膠模具：製作橡膠製品之模具，一般為三片式。

綜合以上，模具種類可區分五種以上，由於不同的模具在各時期，

因應不同需求及製造方式，發展出各式各樣的應用。

二、模具的應用：主要說明模具在各種時期及各種產業上的應用。

（一）依時期分析

由於模具產業與各行業有著密不可分的關係，支持各項產品的 發展。模具製作主要從台灣光復起逐漸開始伴隨國內各項工業發展 而逐步成長。大致分析如下：

1、在光復初期至民國六十年代，以生產民生用品模具為主。

2、民國六十年至七十年代，以生產家電產品模具為主，沖壓模

2、民國六十年至七十年代，以生產家電產品模具為主，沖壓模