熱成型模具基礎指南 : 運作方式、種類與基本設計考量
2023-01-12
當工廠、包材供應商或品牌端首次開始接觸熱成型技術時，最常見的問題之一就是：
「熱成型模具到底是怎麼運作的？」
這篇入門指南將以初學者友善的方式，說明熱成型模具的基本概念——
包括模具種類、應用示例，以及幾個你在進入更進階工程領域（例如冷卻設計、排氣系統、循環時間最佳化、模具耐用度分析）之前必須掌握的重點。
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熱成型模具如何運作？
熱成型有多種不同的工法，而模具的運作方式也會因工法而異。
以下介紹最常用、最容易理解的兩種方式：-
Vacuum Forming（真空成型）
利用真空產生的負壓將加熱軟化的熱塑片材吸附於模具表面。
流程如下：- 片材加熱至成型溫度
- 放置於模具上
- 模具內的空氣被抽出，使片材服貼於形狀
- 冷卻後取出並修邊
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Pressure Forming（壓力成型）
與真空成型類似，但多一道「加壓」步驟，使片材更緊密貼合模面，成型細節更銳利。
總結來說，熱成型模具的角色就是引導加熱片材，讓它精準成形為所需的形狀與尺寸。
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熱成型模具的主要種類（成型模 vs. 修邊模）
依照生產流程，熱成型通常會用到兩種模具：
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Forming Mold（成型模）
- 負責形狀成型
- 材質常見為鋁或鋼
- 含模穴、排氣孔，有時搭配 Plug Assist
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Trimming Mold（修邊模）
- 將成型後的產品裁切成最終外型
- 決定杯口、邊緣、密封面的精度
- 常設計定位孔、定位銷與切削機構
成型 = 做出形狀
修邊 = 完成形狀
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熱成型模具的應用案例
熱成型模具廣泛應用於消費性、工業及食品包裝領域，例如：
- 外帶餐盒
- 糕點盒、蛋糕蓋
- 蔬果盤
- 雙泡殼包裝（clamshell）
- 乳製品杯與杯蓋
- 醫療用泡殼包裝
更多應用示例： → 熱成型模具介紹
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客製化熱成型模具的基本流程
對於第一次採購模具的買家，典型流程如下：
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① 定義需求
產品尺寸、形狀、疊高、密封需求、材料類型（PET / PP / PS / PLA） -
② 選擇模具材料
- 鋁：高精度、導熱佳
- 鋼：耐磨、耐用
- 混合結構：成本與性能平衡
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③ 製作原型
以實體樣品或 3D 列印模型驗證外觀、尺寸與堆疊性。 -
④ 工程微調
加入排氣孔、Plug Assist 形狀、冷卻設計等。 -
⑤ 正式製作模具
包含 CNC 加工、拋光、裝配與試模。
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初學者必須了解的基本設計考量
在進入工程細節前，以下是最重要的基礎概念：
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生產量（Production Volume）
：高速食品包裝生產的模具必須能承受長時間連續運作。 -
材料特性（Material Type）
：PET、PP、PLA、PS 在加熱與成型時的行為完全不同。 -
冷卻效能（Cooling Performance）
：冷卻通道與排氣設計會大幅影響循環時間與成品一致性。 -
成型力（Forming Forces）
：真空、壓力或 Plug Assist 必須與產品幾何設計相符。
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建立穩固的基礎概念，為下一步做準備
熱成型模具看似簡單，但其背後的成型方式、模具結構、排氣、收縮與基本設計原則，都是成功量產的核心。
理解 Vacuum、Pressure、Plug-Assist 的差異，以及成型模與修邊模的協作方式，有助於避免初期開發常見問題。
若你準備深入了解更高階的主題，例如成本結構、創新設計或模具供應商評估，請接續閱讀 Part 2。
若你想更全面理解整個熱成型模具工程，請參考：
→ 熱成型模具完整指南：設計、材料與高效能食品包裝模具技術
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