一套射出模具的製作成本動輒新台幣數十萬到數百萬元，是製造業最重要的固定資產投資。然而，許多企業在模具交付後疏於保養，導致模具提早損壞、產品良率下降、甚至需要昂貴的修模或重新開模。根據業界統計，正確保養的模具可使用100萬模次以上，壽命長達10-15年，但缺乏保養的模具往往在3-5年內就出現嚴重問題。
本文將從模具材質選擇、日常保養規範、定期檢查項目、大修規劃，到常見損壞模式預防，提供完整的模具生命週期管理指南，幫助製造商降低模具總擁有成本（TCO）、延長使用壽命、確保生產穩定。
模具壽命關鍵數據
標準模次壽命
優質模具經正確保養可達100-150萬模次
預期使用年限
高頻使用下仍可穩定運作10年以上
成本節省效益
定期保養比緊急修模節省60-80%成本
建議保養頻率
每3,000-5,000模次進行一次完整保養
模具壽命受到三大因素影響：材質選擇、使用強度、保養品質。以下是有保養與無保養的實際差異：
優點：
- 壽命可達10-15年（100萬模次以上）
- 產品精度穩定，不良率低於2%
- 緊急故障率降低80%
- 總維護成本節省60%
缺點：
- 需投入固定保養時間與人力
- 需建立保養紀錄制度
優點：
- 短期內不需投入保養成本
- 無需額外人力管理
缺點：
- 壽命僅3-5年（30-50萬模次）
- 精度快速衰退，不良率可達10%以上
- 突發故障頻繁，停機損失大
- 修模成本高，總成本增加2-3倍
TCOTotal Cost of Ownership，包含模具採購、保養、修理、停機損失等所有成本計算顯示：投資在定期保養的模具，5年總成本比不保養模具低40-50%。
模具材質選擇與壽命關係
模具鋼材的選擇直接決定模具的基礎壽命。不同材質適合不同的生產規模與產品要求：
| 材質 | 硬度 (HRC) | 耐磨性 | 預期模次 | 相對價格 | 適用場景 |
|---|---|---|---|---|---|
| P20 | 28-32 | ★★☆☆☆ | 30萬模次 | 基準價 | 小批量、試產模具 |
| NAK80 | 37-43 | ★★★☆☆ | 50萬模次 | 1.5倍 | 中批量、透明產品 |
| SKD61 | 48-52 | ★★★★★ | 100萬模次+ | 2.0倍 | 大批量、量產模具 |
| S136 | 48-52 | ★★★★☆ | 80萬模次 | 2.2倍 | 醫療級、耐腐蝕需求 |
某汽車零件製造商使用 SKD61 鋼材製作儀表板模具，配合嚴格的保養制度：
實際成果
- 累計生產120萬模次，模具仍在使用中
- 產品尺寸精度維持在 ±0.03mm 以內
- 14年間僅進行2次大修，總維護成本僅為模具造價的30%
- 平均每件產品的模具攤提成本降至 $0.5 元
選擇模具材質時，需考量預期產量、產品精度要求、預算限制。若預期總產量超過50萬件，投資SKD61等高硬度鋼材能獲得更好的長期效益。更多關於成本考量，可參考模具報價差異分析。
日常保養作業規範
正確的日常保養是延長模具壽命的關鍵。以下是標準化的保養作業流程：
外觀清潔
使用軟布與專用清潔劑清除模具表面的塑料殘留、油污、灰塵。避免使用硬質刷具或溶劑，以免刮傷拋光面或破壞表面處理。重點清潔分模面、進澆口、排氣槽等容易堆積殘料的區域。
潤滑保養
在滑動部位（導柱、導套、斜銷、頂針）塗抹適量潤滑油。使用模具專用潤滑脂，避免使用一般機油（會吸附灰塵）。每個潤滑點2-3滴即可，過量會造成產品油污污染。
防鏽處理
模具表面薄塗一層防鏽油，特別是型腔、型芯等成型面。如果停機超過3天，建議使用長效防鏽劑。不鏽鋼模具（如S136）仍需防鏽處理，因為冷卻水道內部可能生鏽。
功能檢查
手動操作頂出系統，確認動作順暢無卡滯。檢查冷卻水接頭是否漏水、氣密封是否正常。觀察分模面是否有毛邊堆積（表示閉合不良）。發現異常立即記錄並排除。
保養紀錄
記錄當日生產模次、保養項目、異常狀況。建立模具履歷卡，累計總模次、保養次數、維修記錄，作為後續大修判斷依據。
深度清潔
拆除可拆部件（如嵌件、滑塊），使用超音波清洗機或專用清洗劑徹底清潔。清理冷卻水道內的水垢（使用除垢劑或檸檬酸溶液），確保冷卻效率。
精度檢查
使用游標卡尺或三次元量床檢測關鍵尺寸，與原始圖面對照。重點檢查型腔深度、孔位精度、配合間隙，記錄磨損量。如精度偏差超過公差50%，需安排修模。
螺絲緊固
檢查所有固定螺絲（模板固定、嵌件固定、冷卻接頭）是否鬆動。使用扭力扳手按規定扭矩重新鎖緊。螺絲鬆動是造成模具錯位、漏水的常見原因。
潤滑系統保養
清理舊潤滑油脂，重新塗抹新油。檢查集中潤滑系統（如有）的油路是否暢通、油量是否充足。更換老化的O-ring與密封件。
保養技巧與注意事項
- ✓清潔劑選擇：使用中性清潔劑，避免強酸強鹼腐蝕鋼材
- ✓潤滑油選擇：使用耐高溫、不易揮發的合成潤滑脂（如鋰基脂）
- ✓防鏽油選擇：短期停機用揮發性防鏽油，長期停機用油性防鏽劑
- ✓存放環境：模具倉庫應保持溫度18-25℃、濕度50-60%，避免鏽蝕
- ✓工具選擇：使用銅刷或尼龍刷，絕不使用鋼絲刷（會刮傷拋光面）
保養時的溫度與參數控制同樣重要，詳細的射出成型製程優化技巧可協助您建立最佳保養環境。
定期檢查與預防性維護
除了日常保養，定期的深度檢查能及早發現潛在問題，避免突發故障：
月度檢查（每3,000-5,000模次）
測量關鍵尺寸精度、檢查磨損狀況、評估是否需要研磨拋光。記錄型腔磨損深度，建立磨損曲線，預測下次保養時機。
季度檢查（每15,000模次）
進行氣密測試（檢查密封性）、冷卻系統性能測試（測量冷卻效率）、頂出力測試。如發現冷卻不均，需清理水道或更換快速接頭。
半年檢查（每30,000模次）
拆模全面檢查，包括螺絲孔螺紋狀況、導柱導套配合間隙、斜銷機構磨損程度。必要時更換易損件（頂針、O-ring、彈簧）。
年度健檢（每60,000模次）
委託專業廠商進行完整評估，包括硬度測試、表面粗糙度檢測、疲勞裂紋檢測（使用探傷儀）。評估是否需要安排大修，規劃次年度保養預算。
尺寸精度檢查：
- 型腔關鍵尺寸（長×寬×深）
- 孔位精度（中心距偏差）
- 分模面平整度
表面狀況檢查：
- 磨損深度（使用深度規測量）
- 拉傷或刮痕
- 鏽蝕斑點
紀錄與判斷：
- 精度偏差 < 公差30%：正常
- 精度偏差 30-50%：需加強保養
- 精度偏差 > 50%：需安排修模
氣密測試：
使用氣密檢測儀，在模具閉合狀態下加壓至射出壓力的80%（約80-100 bar），保持30秒，觀察壓力降。壓力降超過5%表示密封不良，需更換O-ring或研磨分模面。
冷卻系統測試：
測量進水溫度與出水溫度差異。正常溫差應在3-5℃。溫差過小表示水道堵塞或流量不足；溫差過大表示冷卻能力下降。
頂出系統測試：
測量頂出力是否均勻、回程是否順暢。不均勻的頂出力會造成產品變形或頂白。
完整拆解檢查：
- 所有嵌件、滑塊拆出檢查磨損
- 冷卻水道內視鏡檢查
- 螺絲孔螺紋量規檢測
專業儀器檢測：
- 硬度測試（HRC值是否衰退）
- 探傷檢測（是否有疲勞裂紋）
- 三次元全尺寸檢測
大修評估：
根據磨損量、精度衰退程度、累計模次，評估是否需在次年度安排大修。提前規劃可避免緊急停工。
必須立即處理的異常徵兆：
- 產品出現毛邊（表示閉模力不足或分模面磨損）
- 頂出困難或頂白（頂針磨損或配合間隙過大）
- 產品尺寸突然偏移（型腔磨損或模板變形）
- 冷卻水漏水（O-ring老化或水道龜裂）
- 異常聲響或卡滯（導柱磨損或潤滑不足）
發現以上任一狀況，應立即停機檢查，避免持續生產造成模具更嚴重損壞或產生大量不良品。
模具大修規劃與執行
即使定期保養，模具在累積一定模次後仍需進行大修，以恢復原始精度與性能。
模次標準：
- P20模具：20-30萬模次
- NAK80模具：40-50萬模次
- SKD61模具：80-100萬模次
精度標準：
- 產品尺寸精度偏差超過公差60%
- 產品外觀出現明顯成型不良（縮水、銀紋增加）
成本效益評估：
當修模成本 < 新模具成本的40%，且預期還可再使用30-50萬模次，進行大修具經濟效益。
模具評估
拆模檢查磨損狀況、測量精度衰退程度、評估修復可行性
拆解清洗
完全拆解所有組件、超音波深度清洗、除鏽除垢處理
修復加工
磨損部位補焊或鑲嵌、CNC重新加工、研磨拋光至原始精度
表面處理
氮化或鍍鉻強化表面硬度、提升耐磨性與脫模性
組裝測試
重新組裝、尺寸全檢、試模驗證、參數優化
交付使用
提供修復報告、更新模具履歷、建議保養週期
基礎大修
包含項目：
- 拆解清洗與檢測
- 磨損部位研磨拋光
- 易損件更換（頂針、彈簧、O-ring）
- 分模面研磨平整
- 組裝測試
適用情況：
磨損輕微、無嚴重損壞、僅需恢復精度
標準大修
包含項目：
- 基礎大修所有項目
- 嚴重磨損部位補焊修復
- 型腔局部重新加工
- 冷卻系統優化改善
- 表面氮化或鍍鉻處理
適用情況：
中度磨損、局部損壞、需強化耐用性（最常見）
深度大修
包含項目：
- 標準大修所有項目
- 嚴重損壞部位重製（嵌件、滑塊）
- 整體結構強化改良
- 精密加工恢復原始規格
- 完整表面處理與防鏽
適用情況：
重度磨損、多處損壞、但整體結構仍完好
3C外殼模具大修案例
挑戰
NAK80模具累計45萬模次後，產品A面出現拋光不良、尺寸精度衰退±0.08mm（公差±0.05mm），客戶驗收不良率達15%。
解決方案
- 拆模全面檢查，發現型腔磨損深度0.15mm
- 採用雷射補焊技術修復磨損區域
- CNC重新加工至原始尺寸，五軸加工確保曲面精度
- 鏡面拋光至Ra 0.05μm，恢復A面品質
- 表面鍍鉻處理，提升硬度與耐磨性
成果
- 大修成本新台幣18萬元（原模具造價60萬，比例30%）
- 產品精度恢復至±0.03mm，不良率降至2%以下
- 後續再生產35萬模次，仍維持良好品質
- 總使用模次達80萬次，遠超NAK80標準壽命
- 投資報酬率（ROI）達280%
常見損壞模式與預防
了解模具的典型損壞模式，才能有效預防與及早處理：
現象：
型腔表面逐漸磨損，產品尺寸變大、表面粗糙度增加。特別是進澆口、流道轉角、深肋位等塑料高速流動區域。
原因：
- 塑料中的玻璃纖維或礦物填料摩擦
- 射出壓力過高、速度過快
- 模具硬度不足（材質選擇不當）
- 潤滑不足造成乾摩擦
預防方法：
- 選用高硬度鋼材（SKD61 HRC 50+）
- 表面氮化或鍍鉻處理（硬度提升至HV 1000+）
- 定期拋光，避免粗糙面加速磨損
- 使用脫模劑減少摩擦
處理對策：
- 輕度磨損：研磨拋光恢復光潔度
- 中度磨損：雷射補焊後重新加工
- 重度磨損：更換嵌件或鑲嵌硬質合金
現象：
模具表面或內部出現裂紋，嚴重時會導致漏料、崩裂。常發生在型腔轉角、冷卻水道周圍、焊接處。
原因：
- 熱應力疲勞（模溫與塑料溫差大，反覆加熱冷卻）
- 設計應力集中（尖角、截面突變）
- 熱處理不當（淬火應力殘留）
- 模具溫度過高或冷卻不均
預防方法：
- 設計階段避免尖角，採用圓角過渡（R0.5mm以上）
- 控制模溫在建議範圍（50-80℃）
- 確保冷卻均勻，避免局部過熱
- 使用回火應力消除技術
處理對策：
- 微裂紋：TIG焊接修補，應力退火處理
- 嚴重龜裂：更換嵌件或報廢重製
- 預防擴大：鑽止裂孔阻止裂紋延伸
現象：
模具表面出現鏽斑、點蝕，嚴重影響產品外觀。冷卻水道內部鏽蝕會降低冷卻效率、堵塞水路。
原因：
- 停機後未塗防鏽油
- 環境濕度過高（>70%）
- 冷卻水質不良（硬水、含氯）
- 使用腐蝕性塑料（如PVC、含鹵素材料）
預防方法：
- 每日塗抹防鏽油，長期停機使用油性防鏽劑
- 倉庫控制溫濕度（50-60%濕度）
- 使用軟水或純水作為冷卻水，添加防鏽劑
- 腐蝕性材料使用不鏽鋼模具（S136）
處理對策：
- 表面鏽蝕：拋光除鏽，重新防鏽處理
- 點蝕：補焊填平，鍍鉻保護
- 水道鏽蝕：化學除鏽或高壓水清洗
現象：
模具整體或局部變形，導致閉模不良、產生毛邊、精度偏移。常見於薄壁模板、大型模具。
原因：
- 鎖模力過大造成模板彎曲
- 長期高溫使用導致熱變形
- 材質選擇不當（強度不足）
- 搬運或存放不當造成碰撞變形
預防方法：
- 選用高強度模板材料（如S50C調質）
- 增加肋條或支撐結構提升剛性
- 控制鎖模力在模具設計值內
- 搬運使用吊具，避免模具傾斜或碰撞
處理對策：
- 輕微變形：研磨分模面恢復平整
- 嚴重變形：整形加工或更換模板
- 無法修復：報廢重製
磨損修復前後對比
修復前
型腔表面粗糙度Ra 1.2μm，產品表面出現拉痕
問題：
- 磨損深度0.12mm
- 表面粗糙產品外觀不良
- 脫模困難需增加頂出力
修復後
研磨拋光至Ra 0.05μm，恢復鏡面效果
改善：
- 精度恢復至原始尺寸±0.02mm
- 產品A面品質良好，無拉痕
- 脫模順暢，頂出力降低40%
- 後續可再使用30萬模次
常見問題 Q&A
Q: 一套模具正常可以使用多久？
A: 模具壽命取決於材質、使用強度與保養品質。以標準量產模具為例：P20模具約30萬模次（3-5年），NAK80約50萬模次（5-8年），SKD61可達100-150萬模次（10-15年）。配合定期保養，優質模具可超過預期壽命30-50%。實際案例中，保養良好的SKD61模具甚至可使用20年以上。
Q: 多久保養一次最合適？
A: 建議採用「日常+定期」雙軌保養制度：（1）每日保養：生產完畢後清潔、潤滑、防鏽，耗時15-20分鐘；（2）週保養：每週深度清潔與精度檢查，耗時1-2小時；（3）月檢：每3,000-5,000模次進行尺寸精度檢測；（4）季檢：每15,000模次進行氣密與冷卻系統測試；（5）年檢：每60,000模次委託專業廠商全面健檢。高頻使用的模具（每日8小時以上）建議縮短保養週期。
Q: 模具保養費用大概多少？
A: 日常保養成本很低，主要是清潔劑、潤滑油、防鏽油等耗材，每月約新台幣500-1,000元。定期檢查若自行執行，僅需人工時間成本；委外檢測約5,000-15,000元/次。大修費用較高，基礎大修約模具造價的15-25%，標準大修30-40%，深度大修45-60%。以一套60萬元的模具為例，標準大修約18-24萬元，但可延長壽命30-50萬模次，平均每模次成本僅$0.36-0.48元，遠低於不保養導致的提早報廢損失。
Q: 如何判斷模具該報廢了？
A: 滿足以下任一條件時，應考慮報廢：（1）累計模次超過材質極限（P20超過40萬、NAK80超過70萬、SKD61超過150萬），且精度嚴重衰退；（2）結構性損壞無法修復（如模板龜裂、變形超過0.5mm）；（3）修復成本超過新模具的50%，且預期剩餘壽命不足20萬模次；（4）產品設計變更，模具無法改模適用。判斷時應綜合考量修復成本、剩餘壽命、機會成本。有時「退役」的模具可降級使用（如從量產轉為試產或備用）。
Q: 模具保養可以外包嗎？
A: 可以。日常保養建議由內部人員執行（培訓成本低、反應快速）；定期檢查與大修建議委託專業模具廠商。外包優勢：專業設備齊全（三次元、探傷儀、雷射補焊）、技術經驗豐富、可提供保養建議。外包注意事項：（1）選擇有ISO認證的廠商；（2）要求提供完整檢測報告與保養紀錄；（3）建立長期合作關係，確保服務品質穩定；（4）關鍵模具建議簽訂保養合約，明訂責任與賠償條款。混合模式（日常自行、定期外包）是最常見且經濟的做法。
Q: 長期不使用的模具如何保存？
A: 長期存放（超過3個月）的模具需特別處理：（1）徹底清潔去除所有塑料殘留與油污；（2）塗抹厚層長效防鏽油（如氣相防鏽劑VCI）；（3）用防鏽紙或氣泡膜包覆；（4）閉模狀態存放，避免灰塵進入；（5）存放於乾燥環境（濕度50-60%、溫度18-25℃）；（6）平放或直立存放（避免傾斜變形）；（7）每3-6個月檢查一次，重新塗抹防鏽油。使用前需完全清除防鏽油，並試模確認功能正常。建議在模具表面貼標籤註明存放日期與預計啟用時間。
結論
模具是製造業的核心資產，其壽命與性能直接影響生產成本與產品品質。透過正確的材質選擇、嚴格的日常保養、定期的預防性檢查、適時的大修規劃，可將模具壽命延長50-100%，大幅降低總擁有成本。
投資在模具保養的每一塊錢，可節省3-5倍的維修與停機損失。建立完善的模具管理制度，不僅是成本控制，更是企業競爭力的關鍵。從今天開始，為您的模具建立保養紀錄，執行定期檢查，讓模具成為企業長期穩定的生產夥伴。
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