第14章：模具调试与验收
注塑成型是一种备受青睐的制造工艺，因为它能够快速、高效地制造出高质量、结构复杂的产品。然而，在模具调试验收过程中遇到问题相当普遍，因为既要满足严格而多样的关键产品特性（KPC），同时还要应对与材料性能和开机工艺条件相关的显著不确定性。当问题出现时，重要的是评估其根本原因及相应的纠正措施。通常，这些问题源于以下四个方面之一：1) 材料性能；2) 工艺条件；3) 产品设计；4) 模具设计。
要开发出一套能提供可接受质量水平的模具设计与成型工艺，往往需要多轮调整。模具调试验收中的一个重要问题是，其根本原因和潜在的补救措施常常存在争议。不同的决策者可能会基于各自的经验和经济利益，强烈主张不同的补救方案。幸运的是，大多数公司出于自身长期财务稳定的考虑，会以合作伙伴的姿态协同解决问题，并发展更具战略性的合作关系。尽管每个具体应用都受所签订的模具采购协议的具体条款约束，但美国塑料工业协会（Society of the Plastics Industry）及其他行业组织已经制定了一些公认的行业惯例。本章将概述其中一些最重要的概念，并给出实用的指导。
14.1 模具调试验收的目标
14.1.1 确认模具的可接受性
如第 2.2 节所述，通常的做法是：只有在模具被判定为可接受、且客户签署模具验收单之后，模具采购款才全额付清。模具设计者和模具制造者都希望能及时收到任何尾款，因此注塑厂和注塑产品的最终用户应努力在模具交付后 30 天内完成模具验收确认。拖延过久会给模具制造商造成财务困难。此外，过长的拖延还会妨碍纠正措施的实施，因为模具设计者和模具制造者会转向其他项目，最终可能遗忘或丢弃与该模具开发相关的细节资料，例如草图、图纸、CNC 程序、电极模型和切削刀具等。因此，注塑厂应计划在模具到厂后一周内对收到的模具进行试模。
鉴于模具调试验收过程中存在发生冲突的可能性，注塑产品供应链中的各方需要在模具验收以及必要时纠正措施的实施方面保持合理的态度。注塑厂通常充当模具设计者/制造者与注塑件最终用户之间的中间人。因此，注塑厂会努力平衡各方利益，寻求成本和时间上最有效的解决方案。注塑厂通常会首先尝试通过工艺变更来解决成型问题，其次是材料变更，最后才是模具设计变更。由于注塑厂日常维护其库存模具，许多注塑厂能够快速完成对模具设计的诸多更改。但是，注塑厂在进行这些更改之前应联系模具设计者和模具制造者，因为未经许可擅自修改模具在合同上可能构成对模具的验收。
在最好的情况下，模具在到货状态下即被判定为可接受。在大多数需要重大模具返工的情形中，模具通常会被运回模具制造商处。模具返工的成本可能相当可观，具体取决于所需的补救措施以及模具设计者和模具制造者的专业水平。模具所有者为模具返工和维护预留的预算，应约为模具初始采购价格的 50% 或更多。事实上，有些公司采用这样一种模具采购策略：尽可能购买最便宜的多副相同模具，然后再预留一笔与模具全额采购成本相等的返工预算。
在最坏的情况下，模具被判定为不可接受，且合作各方对最佳处理方案存在争议。在某些情况下，合同义务可能不明确，或者无法进行赔偿。此时，给模具制造商的尾款永远不会支付，注塑厂/最终用户将寻求第三方来实施纠正措施。原合作各方可能就此作罢，也可能就经济补偿和财产所有权问题寻求法律救济。
14.1.2 优化成型工艺与质量
一旦模具被判定为可接受，模具调试验收过程就转向优化成型工艺和注塑产品的质量。这一优化过程通常由注塑厂在最终用户的支持与批准下进行。注塑厂的动机是通过最大化合格产品的产出率、同时最小化材料消耗和周期时间来最大化其利润。与此同时，注塑件的最终用户则希望确保产品质量，因此需要在模具调试验收期间就可接受的质量水平给出严格的指导。
注塑产品的采购协议通常假定注塑成型的生产率会逐年提高。最终用户应当预期注塑厂会持续尝试改进其成型工艺。因此，此类工艺优化最好在早期生产批次中进行，即在参考工艺参数和质量水平确立之前完成。为便于工艺优化，经常会对模具设计进行小幅修改。模具设计者和模具制造者可能参与、也可能不参与；如果参与，则可能按”成本加成”（cost plus）方式收费，即计入其工时和相关费用。
14.1.3 制定模具操作与维护计划
注塑厂通常会与多个最终用户合作，制定模具操作与维护计划。在初始模具调试验收阶段，这些”计划”可能相当粗略，存在很大的不确定性，需要针对具体应用逐一解决。原因在于，每个成型应用都有其自身的成型行为和一组必须满足的独特要求。实际上，每副模具都应被视为一台定制设计的机器，具有独特的零部件、操作和维护要求。
在模具调试验收过程中，通常会成型数百乃至数千个塑件，从而积累宝贵的模具操作经验。注塑厂应努力利用这些试模来验证并定制验收计划和维护计划。此后，模具设计者和模具制造者很少再参与其中，除非需要不定期地采购替换零件或进行模具大修。在这种情况下，随模具一起购买替换零件（例如顶针、备用型腔/型芯）可能是有利的。同样，订购标准模具零件（例如顶杆、冷却水堵头、喷嘴加热器等）也是一种标准做法，因为这些零件一旦损坏可能导致停产。
14.2 调试验收流程
图 14.1 给出了模具调试验收过程的流程图，左侧列出了通常参与的各方。模具设计者和模具制造者通常在把模具发运给注塑厂之前，负责进行内部检验和测试。模具设计者和注塑厂应共同确定成型工艺条件，如温度、压力和时间；其中许多工艺条件在模具规格制定和设计的早期阶段就应已估算出来。在首次试模期间，双方通常协同工作，以验证模具的运行情况。模具设计或制造质量上的任何重大缺陷往往会在此时暴露出来，并根据需要向模具设计者/制造者发出工程变更单（ECO）。
图 14.1：模具调试验收流程（图略）
一旦模具的初始验证完成，模具设计者和模具制造者即已履行其义务并应获得付款，不过根据模具采购协议，他们仍需承担保修费用。注塑厂将进行首件检验，以全面表征注塑件的质量。为优化成型工艺，经常会进行过程能力研究，其中可能采用科学注塑（scientific molding）技术和实验设计方法 [1]。为弥补模具设计或制造质量上的缺陷、提高注塑产品质量或以其他方式提升成型生产率，可能会提出针对模具的工程变更单。这些 ECO 的费用应由对根本原因负有责任的一方支付：
- 因产品设计变更导致的模具设计变更：最终用户（原始设备制造商，OEM）
- 因模具规格变更导致的模具设计变更：最终用户或注塑厂
- 因模具设计或制造缺陷导致的模具设计变更：模具设计者或制造者
一旦模具的运行和注塑产品质量均达到可接受水平、模具完全合格，就应将标准操作程序连同维护计划一并记录下来。后续各节将更详细地介绍上述各个步骤。
14.2.1 模具设计检查清单
图 14.2 提供了一份针对已完成模具设计的检查清单。清单顶部是模具设计者应向注塑厂/所有者提供的一套设计文件。模具设计者可以先审查模具采购协议和模具规格书，以确认所实施的模具设计满足所有要求。设计文档通常是相对于物料清单（BOM）来规定的。每一个模具零件都应列入物料清单，并附上该零件的供应商信息；若为定制件，还需附上图纸编号。应交付一整套图纸，包括填写完整的标题栏，其中注明材料、公差和表面处理方式。
设计文档应包括一份模具设计报告或模具手册，说明模具设计的依据，包括分析与模拟。应提供浇注系统、水路和顶出系统的布置图。模具手册还应提供装配模具从各滑动侧方向以及从分型面方向观察的布置图；这些图纸对模具维护很有帮助。模具手册还应提供一份基本工艺设置表，其中包含模具设计时所用的估算值。应提供注塑件的图纸，包括等轴测视图和正交视图，并标注关键质量特性（critical to quality attributes）。如果模具包含热流道系统，则热流道图纸和使用说明也应随模具手册一并提供。除非另有约定，所有上述信息都应以原生电子 CAD 格式提供。
14.2.2 零部件验证
模具设计者/制造者往往以自己的作品为荣，通常会在注塑厂/所有者检验之前将模具完全装配好。注塑厂常常禁不住想直接拿走装配好的整副模具立即开始试模。然而，如果该模具将用于长期生产，则有必要对模具零部件及其装配进行彻底检查。图 14.2 中列出的零部件验证项目，可以在模具制造商处装配之前进行，也可以在模具拆解后于注塑厂/所有者处进行。模具物料清单（BOM）中的每一个零件都应就其材料、表面处理、热处理及数量进行验证。对于复杂模具，标准做法是按照模具图纸对型芯、型腔、顶杆等进行编号，以便于模具的装配和维护。型芯和型腔镶件应对照设计图纸，就表面光洁度、皮纹和关键尺寸进行仔细检查。
在模具装配过程中，注塑厂应确认模具的标识完整并令其满意。每块模板可以在其顶角处标记一个”0”或板号（从 1 到模板堆叠的总块数），以便于模具重新装配。每块模板的外缘都应倒角，并在其侧面居中开设吊环螺孔。每条水路回路都应贴上标签，水路接头应符合注塑厂的规格。为与注塑厂的机器对接，注塑厂应确认模具的定位环、主流道衬套和顶出杆顶出孔布置是否合适。
图 14.2：模具检查清单示例（图略）
14.2.3 模具装配
在模具装配过程中，对照图 14.2 所列的各项内容进行检查时，模具设计和制造质量的水平往往会显现出来。型芯和型腔镶件应能紧密地装入各自的模具型腔窝位中。型腔和型芯镶件的互换性可以在模具装配期间进行验证，但最佳实践（为获得严格的公差）是按照模具图纸以固定的布局来对模具进行验收和操作。模具的各块模板和其他零件应无需过大的力即可装配到位。用螺栓紧固模板时，支撑柱应对型腔/型芯板施加预紧力。不应需要任何垫片（无论厚薄）来微调模具的配合，因为垫片可能会移位或丢失。
对于带有热流道或模内传感器的模具，电气连接器应牢固安装，导线应固定在走线槽内。模具装配完成后，模具应能在分型面处顺利分开，且成型表面上不发生任何意外接触。顶出系统、侧抽芯机构、热流道阀浇口以及任何其他机构的动作，都应经过验证，确认其能在整个行程范围内顺畅运动。
14.2.4 模具最终测试
在实际注塑之前，应对模具的各子系统进行最终的空运行（dry cycle）测试，如图 14.2 所示。水路和浇注系统都应用车间压缩空气进行压力测试，以确认不存在泄漏；由于设计或装配上的小问题，这些系统中的泄漏相当常见，但在试模时可能造成重大问题。电路的功能也可以通过测量每个回路引脚之间的电阻来测试：热电偶的读数应在 1 欧姆量级，而加热器通常在 10 到 100 欧姆量级。如果电阻为零，则该回路很可能与模具发生了短路。如果电阻为无穷大，则该回路很可能因导线断开而开路。
一旦模具看起来可以接受，就将模具安装到注塑机上。按照标准的装模程序设置模具厚度、顶出行程、接口信号等，初始速度和力的设置要低。可以在分型面和排气槽处的一侧模具表面上涂抹普鲁士蓝（Prussian blue）或其他临时性油墨。合模后，油墨应均匀地转印到模具的另一侧：
- 如果完全没有油墨转印，说明分型面没有闭合密封，模具可能需要返工。
- 如果油墨以不均匀的图案转印，说明模具封胶面的某些部分承受了过大的压缩，将会发生磨损。
锁模力和动作速度应逐步提高到合理的数值。随着锁模力和循环次数的增加，分型面上的油墨图案应保持不变。当达到全锁模力时，应检查涂有油墨的排气槽，确认没有油墨越过分型面转印。排气槽中的油墨转印到模具另一侧，表明排气槽在模具受压时被压塌了。对于模具零部件或装配上的任何缺陷，都应发出工程变更单予以纠正。如果问题非常轻微，则经注塑厂/所有者许可，模具的首次试模可以继续进行。
14.2.5 初步成型建议
图 14.3 提供了一份初步工艺设置表，有助于模具的开机启动。该表的顶部包括塑件名称、壁厚、注射量、注塑件的等轴测视图，以及从分型面观察的模具 A 侧和 B 侧视图。材料数据包括材料类型、具体牌号名称、熔体流动指数、熔体/模具温度以及干燥条件。
虽然大多数注塑厂在没有任何文档的情况下也能让一副模具开机运行，但他们通常乐于了解模具的物理特性以及关于充填、保压和冷却各阶段的任何指导。为了建立充填曲线的初始估算，首先按下式计算注射体积
式中，
图 14.3：初步成型工艺条件（图略）
图 14.3 中的充填速度曲线是为了在模具型腔充填过程中尽量保持熔体前沿速度均匀而制定的。在该模具设计中，流道体积为 5.6 g，占注射体积的 8.1%。因此，在注射阶段的前 10% 采用较低的流量，以避免过度的剪切发热以及浇口处可能出现的熔体流动问题（如喷射和流痕）；之所以采用 10% 而不是注射体积的 8.1%，是考虑到机筒内熔体的可压缩性，以及在型腔初始充填阶段熔体前沿投影面积很小时熔体速度较慢。流量的具体大小可以在试模期间加以调整，并且在确认流道/浇口没有问题之后，还有望予以提高。
在图 14.3 充填曲线的第 3 点处，随着熔体充入型腔、熔体前沿投影面积增大，流量随之提高。推荐采用速度斜坡过渡而非阶跃变化，原因有二。第一，流量的突然阶跃变化很可能引起熔体速度和剪切应力的阶跃变化，从而在注塑件上产生滞流痕等潜在缺陷。第二，注塑机对阶跃变化进行闭环控制时可能引起过程不稳定。具体而言，过程控制器含有比例项和积分项，如果控制器增益设置得过于激进，在发生较大阶跃变化时会引起超调；反之，保守的控制器增益则会导致响应相对迟缓。无论哪种情况，所得工艺的重复性都不如一台调谐良好、采用简单速度曲线的机器。
在充填阶段接近结束时（图 14.3 中充填曲线的第 5 点），随着聚合物熔体向型腔末端汇聚，注射流量逐渐降低。由于熔体在流动末端接触模具壁面时熔体前沿的投影面积减小，降低流量有助于尽量保持熔体速度恒定。此外，降低流量还有助于避免过高的注射压力，并实现向保压阶段的平稳过渡。总充填时间基于第 5 章所述的模具充填分析和/或注塑成型模拟软件的建议。随后即可据此计算速度曲线的大小，并将其表示为螺杆位置的函数。
建议的保压压力应约为峰值充填压力的 75%，其大小可根据第 10 章的收缩分析以及随后注塑件的尺寸要求向上或向下调整。保压时间与浇口冻结有关（除非使用热流道阀浇口）。浇口冻结时间可按第 7.3.5 节进行估算。正如该节所讨论的，实际的浇口冻结时间将比按纯热传导假设所预测的更长，因为保压期间热熔体的对流会阻止浇口冻结。因此，一个合理的初步假设是：保压时间等于塑件总冷却时间的 25%（此处的冷却时间定义为包含保压时间在内）。据此，对杯/盖模具初步预测保压时间为 6 s，如图 14.3 底部所示。在该曲线中，最后 2 s 内保压压力以斜坡方式下降至塑化压力，以辅助浇口冻结并避免主流道过度保压。
14.3 试模
注塑厂一般都知道如何安装和操作模具，本节无意写成一部注塑成型的专著。然而，模具设计者可以通过提供模具设计中所用的成型信息来协助注塑厂。本节还旨在提供一些作者在工业应用中发现一贯可靠的实用信息。这些准则总体上与科学注塑原则以及本书通篇介绍的模具设计方法学是一致的。
图 14.3 中给出的初步工艺条件是基于模具设计和相关科学原理得出的。然而，任何模具设计者或注塑厂都不应指望源自模具设计的初步工艺条件就是最优的。因此，推荐采用图 14.4 所示的试模方法。在用空运行验证模具的动作之后，试模分两个主要阶段进行。首先，按后文所述设置充填和保压阶段，以生产出”看起来”可以接受的注塑件。此处特意使用”看起来”一词，因为在注塑机旁通过目视或其他直接检验手段往往无法完全确认注塑件是否合格。通常需要等待数小时乃至数天，让注塑件达到平衡状态后才能进行计量测量；鉴于全面表征注塑件质量所需的时间和精力，这类精密计量通常在离线状态下进行。因此，优化阶段将在第 14.4 节中介绍。
图 14.4：试模方法（图略）
14.3.1 充填阶段
在用空运行验证模具的动作之后，可以通过短射（short shot）研究来设置模具的充填阶段 [2]，此时保压时间设为预期的保压时间，但保压压力设为 0。图 14.5 继续以杯/盖模具为例，重点展示充填阶段的螺杆速度曲线。给定来自模具设计的初始工艺条件后，曲线 1 采用一种简单的曲线：较大的注射量配合较低的螺杆速度和较小的注射行程。采用该曲线的原因是：1) 确保模具结构完好；2) 验证模具没有缺失零件或泄漏；3) 确定浇注系统和注塑件看起来是按设计工作的。
如果模具看起来运行正常，则根据观察到的短射情况，对注射量、注射速度和最大注射压力进行迭代调整，直到注塑件接近完全成型且没有任何与充填相关的缺陷。曲线 2 展示了一条简单的螺杆速度曲线，可得到接近完整的杯/盖注塑件。然而，注塑厂很可能会意识到，鉴于保压阶段螺杆还要进一步前移，这条曲线不能提供足够的垫料（cushion）。此外，通过在注射开始时采用较低的螺杆速度，并在充填阶段的大部分时间采用较高的螺杆速度，有可能同时改善注塑件的质量和成型生产率。曲线 3 给出了最终曲线，对应的注射时间为 1.5 s。
图 14.5：注射速度曲线的演变（图略）
关于注射速度曲线的价值和实用性存在一些争议 [3, 4]。然而，速度曲线能够提供改善注塑产品质量和提高成型生产率所需的自由度 [5, 6]。不应使用具有陡峭斜率和振荡速度的过于复杂的曲线，因为聚合物熔体的可压缩性以及与控制器响应相关的延迟，使我们无法直接控制型腔内聚合物熔体的速度。例如，计算机模拟给出的”最优”速度曲线可能有 15 个控制点，要求在聚合物熔体通过浇口时在 0.01 s 内降低螺杆速度。这样的曲线实际上不太可能实现，应当予以简化。
关于从充填阶段向保压阶段转换的 V/P 切换条件也存在一些争议；“V/P”这一缩写指的是分别对应充填阶段和保压阶段的速度/压力（Velocity/Pressure）反馈控制。一般来说，除非有来自位于型腔末端、用于标记聚合物熔体到达的模内传感器的反馈信号 [7]，否则基于螺杆位置的切换是首选。已经证明，基于注射压力和时间的切换会因材料及其他工艺状态的外在波动而降低注塑产品的一致性。在体积充填至 95–99% 时进行基于位置的切换是行业惯例，最终的 V/P 切换位置取决于模具几何形状、末端螺杆速度以及下文所述的保压压力。
14.3.2 保压阶段
保压阶段的目标是通过补偿聚合物熔体冷却时的体积收缩，获得所需的产品尺寸和外观。图 14.6 给出了杯/盖模具保压压力曲线的一个示例。第 6.4.6 节表明，总压降设计值约为 65 MPa。曲线 1 对应初始保压时间 8 s、保压压力设为 55 MPa，约为充填阶段结束时注射压力的 85%。应进行浇口冻结研究：先将保压时间设为较长的时间（例如 12 s），以确保保压压力一直维持到浇口冻结、注塑件冷却时不再有材料能被压入型腔为止。随后在各成型循环中逐步缩短保压时间，直到发现注塑件重量开始下降为止。一般来说，将保压时间设为等于浇口冻结时间，将获得一致的注塑产品尺寸。
图 14.6：保压阶段曲线的演变（图略）
保压压力和时间的大小可以借助第 10 章的分析来指导，以调整体积收缩和塑件尺寸。曲线 2 采用 65 MPa 的保压压力（提高压力是为了减小收缩/缩痕）和 6.4 s 的保压时间，以确保在浇口冻结之前充分保压。一般并不强制要求保压时间等于或长于最长的浇口冻结时间，不过某些精通且要求严格的最终用户事实上可能会作出这样的规定。保压压力曲线可以通过人为设定较高的保压压力并在保压末期设置人为延长的降压斜坡，来缩短保压（及循环）时间。这种组合可以在保压期间提供较高的型腔内熔体压力。随后，由于浇口尚未完全冻结但已接近冻结，逐渐下降的压力斜坡可使浇口两侧的熔体压力趋于平衡。在没有压力失衡的情况下，就没有熔体流过浇口，浇口便能比没有压力斜坡时更快地冻结。图 14.6 中的曲线 3 就体现了这样一种策略。
图 14.7：速度到压力（V/P）切换的动态过程（图略）
注射速度和保压压力在从速度控制切换到压力控制时应保持平滑（从技术角度讲，即满足 C1 连续）。图 14.7 给出了杯/盖模具的一个示例。在理想的切换时刻，充填阶段结束时的熔体压力等于保压压力，如图中所示的 1.6 s 时刻。随后，随着聚合物熔体完成模具充填并且型腔内熔体整体受压，螺杆速度将逐渐衰减。如果切换发生得太晚，熔体压力将沿理想情形发展，直到熔体到达型腔末端；此后，由于机器仍处于速度控制之下，螺杆将把更多的材料强行压入型腔，熔体压力将开始显著上升，造成潜在的过保压状况和高熔体压力，如 1.65 s 处所观察到的情形。当机器最终切换到较低的保压压力时，作用在螺杆上的压力差会使螺杆”回弹”，即速度在字面上变为负值。反之，如果切换发生得太早，例如在 1.55 s 时，则熔体压力明显低于设定的保压压力，这将导致螺杆”前冲”。这两种情况都是不希望出现的，因为它们会引起回流、飞边、收缩不均等缺陷。请注意，在这两种情形中，螺杆速度的急剧变化都是充填阶段结束时的熔体压力与设定保压压力不匹配的结果。为实现平滑过渡，这两个压力应当相等；应调整 V/P 切换位置以及充填阶段最后一步所规定的注射速度，使充填阶段结束时的压力等于规定的保压压力。
14.3.3 冷却阶段
冷却阶段通常设置为让注塑件冷却到可以从模具中顶出的程度。延长冷却时间一般有三点好处。第一，更长的冷却产生更大的体积收缩，使塑件更容易从深而窄、容易粘模的加强筋处顶出。第二，由于弹性模量是温度的函数，温度较低的塑件刚性更好，因此更长的冷却时间有利于顶出力在塑件上的传递。第三，塑件与室温之间的温差更小，因而成型后收缩更小。话虽如此，增加冷却时间是极不可取的，因为它会直接降低成型生产率。此外，过长的冷却时间会造成过度的模内收缩，根据第 11.2.2 节的分析，这实际上会增大所需的顶出力。如果顶出力过高，则可能出现顶针印（push-pin）等缺陷；这类缺陷通常通过提高保压压力和缩短冷却时间来解决。
当被问及为何选择某一特定冷却时间时，注塑厂往往表示该冷却时间是获得所需产品质量所必需的。然而，有时选择某一特定冷却时间的理由并不明确。如图 14.4 左下方框所述，逐步缩短冷却时间直到找出起主导作用的制约因素，始终是一个好做法。在许多情况下，冷却时间受限于塑化时间。在另一些情况下，冷却时间受限于流道系统的顶出或喷嘴的流涎。注塑厂和模具设计者应尝试各种不同的冷却时间和模具冷却介质温度，然后权衡各种进一步缩短冷却时间和周期时间的潜在策略的成本与收益。正如第 3 章所指出的，投资回报与预期生产数量和模具寿命密切相关。
14.4 生产件批准
第 14.3 节所述成型设置程序的目标，是提供一组能生产出合格产品的操作条件。还需要进一步的试模来验证所开发的工艺能否作为标准工艺使用。每种注塑件设计都有其自身的一组质量要求，而且许多注塑模具的最终用户都有自己的产品开发和批准流程。汽车工业行动集团（AIAG）已经为汽车行业制定了一套正式的生产件批准程序（PPAP），用于对材料、工艺、模具和注塑件进行认证。这一联合倡议于 1982 年由北美的汽车制造商（克莱斯勒、福特和通用汽车）发起，其成员后来扩展到包括戴姆勒、丰田、本田和日产，以及众多零部件供应商和服务提供商。PPAP 内容相当详尽，需要大量投入，但它能够提供证据，证明设计文件得到了”正确理解”，且制造过程能够以生产节拍持续提供合格产品。本节概述对首件检验有用的基本概念。
14.4.1 质量保证
质量保证对于确保进厂原材料、内部制造过程和出厂产品的一致性至关重要。图 14.8 给出了一种质量控制方法的流程图。工厂收到的用于制造过程的材料通常要经验收抽样检验。如果材料不符合规格，该批次应予以拒收。在生产过程中，可以用相机、电子秤或其他在线计量系统采集关键产品特性。从理论上讲，这些质量数据可以与反馈控制器结合使用，自动调整工艺设置以调控产品质量。然而，大多数注塑厂并不使用在线计量系统，因此这些环节在图中以虚线表示。无论是否使用在线计量，人们经常利用工艺数据和/或质量数据应用统计过程控制，以确保过程的一致性。作为最后一道检查，可以在发货前对制造出的产品进行验收抽样。如果统计过程控制或最终验收抽样发现质量问题，则可能需要变更材料、工艺或模具设计，以达到可接受的质量水平。
图 14.8：质量保证方法（图略）
质量控制方法因成型应用的要求不同而差异很大，并非每个注塑厂或注塑车间都会采用同样的技术。然而，验收抽样、在线计量和统计过程控制相当普遍，它们为测量和控制质量提供了互补的基础。不过，在使用这些技术中的任何一种之前，都必须先进行量具重复性与再现性（gauge R&R）研究，以确保所采集的任何测量数据具有统计意义。
14.4.2 量具与过程的重复性和再现性
所测得的产品质量是诸多因素共同作用的结果，包括模具设计、聚合物材料、成型工艺、环境条件以及测量过程本身的能力。量具重复性与再现性（gauge R&R）研究的目的是确定测量系统的一致性 [8, 9]。鉴于质量波动的潜在来源众多，在将测量数据用于过程建模、优化、控制或产品验收/拒收之前，应先进行量具 R&R 研究。量具 R&R 传统上应用于尺寸计量，但这一概念同样适用于其他工艺/产品测量。
在量具 R&R 研究中，由同一名经过培训的操作员使用同一台测量仪器（即”量具”），对同一个零件上的同一尺寸进行多次测量。重复测量的次数通常在 10 到 40 次左右。测量的”重复性”是指同一名操作员用同一台量具所得同一测量值的波动。操作员”再现性”是指不同操作员用同一台量具所得平均测量值的波动。类似地，过程重复性是指同一名操作员用同一台量具对不同零件所得平均测量值的波动。
例如，假设三名不同的操作员在同一位臵用同一把千分尺对一个注塑件的厚度各测量 10 次，所得数据绘于图 14.9 左图。可以看出，操作员 1 和 2 使用该量具的测量重复性优于操作员 3。每位操作员的统计量分别独立计算。操作员 1、2、3 的平均厚度分别为 1.4001、1.3982 和 1.4022 mm。取这些平均值的标准差作为量具再现性，其值为 0.003 mm。取三名操作员各自测量值的标准差作为量具重复性，分别为 0.0023、0.0016 和 0.0063 mm。注意，这里有三个量具重复性测量值，分别对应使用同一台量具的三名操作员。利用这些统计量，可以绘出正态概率密度函数，如图 14.9 右图所示。
图 14.9：量具重复性与再现性结果（图略）
图中的水平虚线代表厚度的下规格限 LSL 和上规格限 USL。过程能力指数
过程能力指数的定义使得其值为 1 被视为标准水平。如果过程居中于上、下规格限之间，则均值与每个规格限之间存在三倍标准差的过程波动，此时良率为 99.7%。过程能力指数的一个问题是，它假定过程以均值
将各操作员对图 14.1 数据的测量统计量代入计算，取 LSL/USL 为 1.39/1.41 mm，得到三名操作员的
14.4.3 基于图像的尺寸计量
正如上一节关于量具 R&R 的必要性所暗示的，生产件批准中一个反复出现的问题是如何量化零件质量。成像技术和计算处理能力的最新进展，正通过光学扫描和 X 射线扫描技术为零件计量提供支持，可获取大量的计量数据。与坐标测量机以及用卡尺或千分尺进行的手动测量相比，这两种技术都能提供更快、更完整、更准确的计量结果。
尽管数码相机、光学比较仪等方法早已用于尺寸计量，但光电器件的快速进步显著提高了图像采集的速度和分辨率 [11]。与此同时，计算能力的增强和光学图像识别算法的改进，使得点云能够自动转换为参数化特征 [12]。可以使用位于不同角度的多台相机来识别零件的三维特征。其分辨率从根本上取决于图像的像素数量以及对准中潜在的误差。因此，常见的做法是在成像系统的视场中放置已知绝对尺寸的标准规特征用于校准。那么，一幅 1000 万像素、由 1000×1000 像素网格组成的图像，在 100 mm 的成像长度上将具有 0.1 mm 的原始精度。如果在略微不同的位置拍摄多幅图像并结合特征识别进行分析，则实际测量精度可以得到显著提高。这类光学技术几乎是瞬时的，正被应用于在线计量系统。未来基于激光飞行时间系统（LIDAR，[13]）并结合自适应粗精耦合控制器 [14] 的系统，有望实现零件特征的微米级测量。
另一种基于图像的尺寸计量方法是工业计算机断层扫描（CT），该技术已经在医疗和许多其他关键应用中使用。图 14.10 展示了一个用于涡轮叶片测量的典型系统 [15]。在应用中，X 射线源向位于被测物体另一侧的探测器投射 X 射线扇形束。承载被测物体和标准规销（由已知材料制成）的移动平台沿不同方向穿过扇形束，以扫描叶片的不同区域。CT 扫描可以采用不同的分辨率和 X 射线强度。采用多个由已知材料制成的标准规销，可以在尺寸和材料属性（如密度）两方面提供校准。控制器在建模程序中对采集到的点云进行分析，提取几何形状的矢量信息（参数化特征），然后可直接与被测物体原始计算机辅助设计中的规格进行比对 [16, 17]。
比较这两种技术：光学成像速度更快，而 CT 扫描能够洞察内部特征，包括孔隙、内部几何形状或内部零件以及密度变化。随着这些技术的普及化，它们很可能不仅用于首件检验，还将用于间歇抽样，并最终实现 100% 质量保证 [18]。
图 14.10：计算机断层扫描系统（图略）
14.4.4 过程能力评估
良率与过程能力指数通过正态累积分布函数直接相关。如果过程居中，则良率可由过程能力指数估算为：
式中 erf 为高斯误差函数。不同能力水平过程的预期良率列于表 14.1。可以看出，当过程能力从零开始提高时，良率显著上升，并在过程能力超过 1 之后趋近于 100%。在正态统计下，过程能力指数为 2 时良率达到 99.9999%，有时称为”六个九”。这一质量水平是许多六西格玛（Six Sigma）计划的目标，理论上意味着每百万机会中仅有 2 个缺陷。当然，过程能力大于 2 并不能排除停电等随机、不受控事件造成的缺陷。注塑厂和最终用户需要权衡质量的价值与成本，针对具体应用确定可接受的质量水平 [19–21]。
表 14.1：过程能力水平及其对应的良率和每百万机会缺陷数（DPMO）
| 过程能力 | 良率（%） | DPMO |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1,000,000 |
| 0.167 | 38.29 | 617,100 |
| 0.333 | 68.27 | 317,300 |
| 0.5 | 86.64 | 133,610 |
| 0.667 | 95.45 | 45,500 |
| 0.833 | 98.76 | 12,420 |
| 1.0 | 99.73 | 2700 |
| 1.333 | 99.95 | 63 |
| 1.667 | 99.99 | 6 |
| 2.0 | 99.9998 | 2 |
| 2.5 | 99.99999999 | 0.0001 |
| 3.0 | ~1 | ~0 |
在模具调试验收期间，注塑厂会被要求在所开发的操作条件下连续成型零件，并达到规定的过程能力指数。汽车行业生产件批准程序 [22] 要求至少连续 400 个成型循环，过程能力指数达到 1.67。其他成型应用，例如某些医疗、军事或航空航天应用，可能要求按照”六西格玛”准则使过程能力指数达到 2。六西格玛是一项质量控制计划，最初由摩托罗拉（Motorola）开发 [23]，旨在确保过程均值与最近的规格限之间保持六倍标准差的过程波动。从统计上讲，如果满足六西格玛准则，则每百万机会中仅会出现 2 个缺陷（DPMO）。
自提出以来，六西格玛借鉴了许多此前已确立的方法学，包括界定、测量、分析、改进、控制（DMAIC）流程 [24]。六西格玛的另一个重要基础是针对具有多项质量要求（每项要求各有其过程能力指数）的制造过程的能力汇总（capability roll-up）。在能力汇总中，按照前面定义的正态统计方法，针对每项规格分别计算每百万机会缺陷数。然后将每百万缺陷数相加，得到预期的每百万机会总缺陷数 DPMO。总 DPMO 的计算公式为：
式中
随后按下式计算汇总后的过程能力指数：
一个过程要符合六西格玛标准，其汇总过程能力指数必须达到 2 或更高。注塑厂常常会发现，过程能力受少数几个关键质量属性的限制，而且通过改变成型条件来改善其中某个属性，可能会把其他质量属性推超出规格。工艺约束与质量约束之间的相互作用界定了”工艺窗口”的边界，如图 14.11 所示。图中，两个工艺参数
图 14.11：多重工艺与质量约束下的工艺窗口（图略）
图 14.11 说明了某些约束如何比工艺窗口的其他边界更为苛刻，或者说”支配”着工艺窗口的边界。在本例中，假设：
代表机筒温度，下限和上限分别为 200 °C 和 250 °C； 代表注射速度，下限和上限分别为 10 mm/s 和 200 mm/s； 代表厚度，下规格限和上规格限分别为 1.39 mm 和 1.41 mm； 代表熔接线强度，仅有 30 MPa 的下限； 代表飞边，上限为 100 μm。
从图中可以理解，在不同的机筒温度与注射速度组合下，厚度、熔接线强度和飞边各自都可能成为问题。然而，厚度的上约束不太可能成为起支配作用的约束，因为飞边和熔接线强度会率先出现问题。名义工艺窗口由各约束所对应的可行区域的交集所界定。从理论上讲，工艺窗口内的任何操作点都能产出满足所有工艺和质量约束的制品。然而在实践中，靠近工艺窗口边界运行往往会导致不良结果。原因在于，工艺条件
目前已经开发出一种用于在高维空间中求解多变量工艺窗口的解析方法 [25]。然而，其算法和数据结构很复杂，而且仍然受制于将质量属性与工艺条件联系起来的模型
按照这些正式方法学进行模具调试验收意味着相当可观的投资，而且在这些过程能力研究期间，为开发出可接受的成型工艺，经常会提出工程变更单。如果质量属性接近规格，可以提出申请，要求稍微放宽或移动产品规格，以达到所需的过程能力水平。如果申请被拒绝，或者注塑产品质量与规格相差甚远，则建议对模具设计进行更改。
14.5 模具保养
Menges [29] 基于”消防队式”（fire brigade，即事后抢修）维护策略和预防性维护策略，对行业实践进行了一项有趣的行业调查：只有约 30% 的注塑工厂实施正式的预防性维护方法。从业者一致认为，模具应得到良好的保养，至少有两个原因：
- 第一，模具价格昂贵，定期的预防性维护可以显著延长其使用寿命。例如，分型面的磨损会导致飞边的形成。如果分型面得不到良好维护，飞边量会不断增加，从而增大聚合物熔体的投影面积以及熔体对注塑模具分型面施加的力。在更多的循环中，不断增大的飞边会像楔子一样磨损分型面并使分型面变形，直至模具必须返修。
- 第二，保养良好的模具将提高成型生产率，并避免因意外维修造成的计划外停机。例如，维护不善的冷却水路会产生内部腐蚀，降低水流量和模具型腔的散热能力。如果腐蚀一直得不到处理，产品质量会在模具的整个寿命期内变得不稳定。注塑厂可能通过延长冷却时间来补偿；然而，这种工艺条件的改变会降低生产率，并可能以无法预见的方式影响产品质量。
为确保适当的维护，应保存一份模具运行日志，其中记录维护情况以及出现的任何问题和/或成型缺陷。图 14.12 给出了一份模具运行日志示例。基本上推荐三个级别的模具保养，分别按不同的时间间隔进行：
- 成型前与成型后保养：这些简单的任务在每次运行模具时执行，分别用于确保模具适于运行以及在存放期间不会损坏。模具状态图（mold map）和运行日志是跟踪模具性能并记录任何问题的简便方法。
- 定期保养：这些项目定期执行，以确保模具保持良好的工作状态和稳定的性能。所需的保养间隔因应用而异，但通常在 50,000 个循环左右。大多数模具在其整个寿命期内会经历若干轮定期保养。
- 大修（rebuilding）：对最关键的模具零件进行间歇性返修，这对于确保模具持续运行是必要的。模具大修是一笔可观的费用，应安排在模具不用于生产的时候进行。大修之前的成型循环数因应用而异，但通常在 100,000 到 500,000 个循环之间。
图 14.12：模具日志与保养检查清单示例（图略）
如果模具得不到良好保养，其性能将随时间下降。在采用多型腔模具的大批量生产中，一些注塑厂习惯性地封掉损坏的或无法正常工作的型腔，并通过调整成型工艺条件（最常用的是按工作型腔数量的比例提前 V/P 切换）来继续生产。应避免这种做法，因为它反映出非常松散的产品/工艺/质量开发方法。减少模具型腔数量不仅会降低成型生产率，还会使流道系统的每个分支失衡，进而使输送到每个型腔的熔体流量和压力的比例失衡。注塑件可能看起来没有问题，甚至重量相同，但事实是此时的工艺与已批准的标准工艺并不相同。因此，如果注塑件存在缺陷，注塑厂很可能要承担责任。简单而定期的保养可以避免这类问题，并使成型生产率最大化。
14.5.1 成型前保养
成型前保养的具体任务及其顺序会因注塑厂和应用的不同而异，图 14.12 左下方附近的检查清单给出了尽可能简单的流程。在成型之前，应记录每副模具从模具库中取出的日期和时间，以及授权该模具投入生产的工单编号。应核对标准工艺条件（即图 14.3 的更详细、经过充分验证的版本）；大多数现代注塑机都配有基于计算机的图形用户界面，可以存储和重新加载成型配方。在机器升温的同时，操作员应检查模具是否有损坏。最常损坏的零件包括冷却水路堵头、电缆和连接器、外部冷却软管、浇口、滑块和顶针。外部零件的检查应在模具装入注塑机合模之前进行；许多小修可以快速完成，不会延误生产。
模具装入注塑机合模后，应让模具进行慢速空运行，并进一步检查模具内部零件是否有任何损坏。模具和顶出机构应安静运行：合模时导柱插入导套不应有任何声响，顶出板和任何滑块动作时不应有刺耳的摩擦噪声。随后可以接通水路（和热流道）并启动，使模具升温到工作温度。任何泄漏或其他异常情况都应在模具运行之前解决。分型面、成型表面和排气槽上的任何油脂或残留物都应清除，同时注意切勿损伤成型表面。成型表面上的任何损伤、变色或雾斑都应记录在模具运行日志中，并由质量控制部门评估是否批准继续生产。
随后应以半自动模式运行注塑机，确保注塑件被稳定地生产和顶出，然后再切换到全自动循环。如果一切正常，操作员应让成型过程以全自动循环运行若干循环，然后由质量控制小组检验新生产的注塑件并批准该生产批次。如果生产批次获得批准，操作员即可在成型前检查清单的方框内打勾并签上姓名缩写。否则，应填写备注（并可能发出工程变更单），并制定纠正任何问题的计划。
14.5.2 成型观察与模具状态图
Dealey [30] 对模具保养进行了详细的论述，并引入了用于跟踪模具状况的模具状态图（mold map）概念。在成型过程中，操作员应间歇地观察成型过程，并目视检查注塑件的质量。任何问题都可以记录在模具运行日志的备注栏中，同时在从分型面观察的模具 A 侧和 B 侧视图上标注出问题区域的位置。表 14.2 给出了一些可用的模具缺陷代码示例，注塑厂还可根据具体应用增加其他代码。图 14.12 右上方给出了一个模具状态图的示例，其中标注的模具缺陷代码对应于观察到的缺陷，并在模具运行日志的备注栏中作了进一步说明。
表 14.2：用于标注模具状态图的一些模具缺陷代码
| 模具缺陷代码 | 问题 |
|---|---|
| CL | 与冷却相关的问题 |
| CR | 开裂 |
| DT | 脏污 |
| DM | 与尺寸相关的问题 |
| EJ | 与顶出相关的问题 |
| FL | 飞边 |
| GT | 与浇口相关的问题 |
| LP | 润滑剂问题 |
| MB | 模架问题 |
| OL | 漏油 |
| PD | 塑料缺陷 |
| — PD1 | 流痕 |
| — PD2 | 烧焦痕 |
| — PD3 | 喷射 |
| — PDx | 等等 |
| PO | 抛光或表面光洁度 |
| RN | 流道 |
| RT | 锈蚀 |
| SC | 划痕 |
| SL | 滑块 |
| VN | 排气槽 |
| WL | 漏水 |
图 14.12 右上方的模具状态图给出了所示模具相关缺陷的示例。在模具调试验收期间，识别出两个问题，分别以 EJ 和 RN 模具缺陷代码标注，并在模具运行日志中作了备注。第一，RN 代码表明通往 2 号型腔的主浇道限制了熔体流动，导致该型腔充填过晚；一份工程变更单（ECO）要求将流道直径从 2.5 mm 增大到 2.78 mm。第二，EJ 代码表明流道系统在顶出时断断续续地被卡住，因此一份 ECO 要求给拉料杆销加装定向键，使勾住主流道凝料的倒扣朝下。随后，在第 5 次运行时，CL(8) 代码表明冷却水路堵头与 12 号注塑机的软管不匹配（见备注 2）。如图所示，模具状态图和运行日志提供了一种非常简便的方法，用于在模具的整个寿命期内跟踪其运行和性能。
14.5.3 成型后保养
成型后保养同样应是一套简单、标准的程序，使操作员能够毫不厌烦地执行。图 14.12 中部给出了一个基本流程：首先对热流道系统进行清洗和冷却（如果模具配有热流道系统且需要清洗的话）。随后应吹空模具水路并将模具吹干；模具水路和表面的腐蚀是严重的问题，只需稍加努力即可避免。在模具仍处于注塑机内且处于打开状态时，分型面以及任何排气槽/滑块通常很容易清理。清理所花的时间也提供了检查模具是否有任何损坏的机会。随后，如果模具将长期停用，可以涂覆模具防锈剂。最后，将模具从注塑机上卸下，并用安全绑带固定好。
然而，成型后保养到此并未完成。最后一件注塑件应保存下来，作为模具性能以及成型/材料一致性的记录。一些注塑厂，特别是医疗等保修成本高的行业的注塑厂，会保存每个生产批次的注塑件样品。这种做法使注塑厂能够追溯模具、材料和工艺中可能对注塑产品质量产生不利影响（相对于模具调试验收时已验收的质量而言）的变化。还应挂上标明模具当前状态的绿色（良好）或红色（不良）标签，并将模具存放到其指定的库存位置。此后，可以填写完成模具运行日志，并附上任何需要的备注或工程变更单。
14.5.4 计划的定期保养
定期保养的目的是保持模具以一致的状态运行。注塑厂常常根据其应用要求和经验制定自己的保养计划。图 14.12 右下方给出的计划提供了一些基本指导。这些保养项目应定期执行，不过两次保养之间的成型循环数会因聚合物类型、模具质量和所采用的成型工艺而有很大差异。大多数中型及更大规模的注塑厂都有能力在一两天内完全依靠自己厂内的力量完成所有列出的任务。在保养期间，应对注塑件进行全面检验，并查明质量上任何显著变化的原因。
最高优先级给予那些可能磨损、一旦断裂会对模具造成严重损坏的运动零件。所有侧抽芯机构、斜顶（lifters）、滑块、推板、螺纹旋出机构等都应拆卸、清洗并润滑，以确保它们能以最小的摩擦力自如运动。斜导柱、凸轮和齿轮应仔细检查。如果这些零件中的任何一个出现磨损或弯曲，应在模具重新投入使用之前予以更换。所有成型表面都应使用棉垫或毡垫蘸取抛光膏或模具清洗剂（视情况而定）仔细清洁。划痕以及抛光不良和蚀纹不良的表面都应修复。浇口、封胶面和排气槽应对照模具图纸进行检查，以表征磨损情况；与公称尺寸相比变化超过 10% 的，应记录在模具运行日志中。磨损的进展情况应在后续保养周期中继续跟踪，并在任何型腔需要停用之前予以处理。Johnson [31] 建议将飞边的仔细检查作为模具磨损的指标，当飞边长度超过允许极限的一半时，即应安排大修。
冷却水路应得到维护，以最大限度地减少腐蚀并保持高水平的性能。首先，应拆下所有冷却水路堵头，以便触及冷却水路。矿物质、锈和其他物质容易在冷却水路的内表面上积聚，导致水流量和冷却速率逐渐下降。大部分水垢可以用与冷却水路直径相配的黄铜丝刷清除。随后可以重新装上冷却堵头以及任何外部软管/卡箍。然后可以用盐酸等化学清洗剂处理冷却水路，以去除剩余的水垢。如果腐蚀是一个持续存在的问题，注塑厂应考虑采用水处理系统，以最大限度地降低酸度（pH 值）和氯含量。
14.5.5 模具大修
计划性的大修是一笔可观的投资，应安排在停产期间进行。大多数模具在其整个寿命期内只会大修几次，而一副设计良好、在低压下加工非磨蚀性、非腐蚀性聚合物（如聚丙烯）的模具可能永远不需要大修。大多数注塑厂没有大修模具的资源，会把模具运回模具制造商处进行这项服务。同时还应向模具制造商提供更新后的模具设计图纸、模具手册和运行日志。在这方面，一套维护良好的文档资料将有助于高效地大修模具，同时也有助于通过向模具设计者/制造者通报模具的过往性能来改进未来的模具设计。
在模具大修期间，应将模具完全拆解，并按第 14.5.4 节所述对每一个零件进行清洗和检查。不过，此时的拆解和清洗应包括热流道和所有其他子组件。每个零件的尺寸和表面光洁度都应对照模具更新后的设计图纸进行检查。模具装配与文档资料之间的任何差异都应与注塑厂讨论，以更新设计和文档资料。
如果裂纹长度相对于壁厚较长，开裂的模板和模具镶件可以焊接修复或整体更换。同样，模具表面和特征也应修复。这种返工可能需要对一个或多个镶件进行机加工和焊接，然后再进行机加工和表面再处理。此外，镀铬和镀镍可以通过沉积金属来修复受损或磨损的成型表面。所有的分型面、封胶面和排气槽都应重建，并按第 14.2.4 节所述用普鲁士蓝或其他临时性油墨进行检查。
随后可以重新装配模具，将型腔/型芯/顶针装回其文档记录的位置。尽管所有这些零件都已恢复到其原始状态和位置，仍建议按照第 14.2–14.4 节所述对模具进行正式的重新调试验收。原因是模具维修可能改变模具的行为，而配合和公差的变动可能造成微小的尺寸误差。鉴于文档资料的深度和以往的成型经验，模具重新调试验收应当是一个快速的过程。在大修后的模具进入下一轮大批量生产之前，应对注塑件特性进行全面评估和批准，并完成任何所需的模具更改。
14.6 本章小结
本章提供了模具调试验收与保养的实用指导。关键概念如下：
- 模具设计上的问题会降低成型生产率和注塑件质量。对每个问题，都应在模具投入生产之前查明其根本原因并予以纠正。纠正措施的费用应由对最终用户负有责任的一方承担。
- 在模具调试验收期间，必须编制两套关键文档：
- 模具设计文档应包括对模具及其预期用途的完整描述。报告中应说明设计分析和依据，并与模具采购协议中所述的规格相对照。模具手册应包含一套对注塑厂有用的图纸，以及模具设计中所用的初步工艺条件。
- 模具工艺文档应包括一份列有全部所需工艺条件的设置表。如果模具要在不同品牌/型号/规格的注塑机上运行，则应在每台注塑机上验证成型工艺，并各配一份设置表。与此同时，应建立一份模具运行日志，以跟踪模具的运行和性能。模具的任何问题都应在模具状态图上标明，并酌情予以纠正。
- 模具调试验收往往需要模具设计者/制造者、注塑厂和注塑件最终用户之间的协作。在将模具发运给注塑厂之前，模具制造商应对模具进行详细检验。在注塑之前，注塑厂同样应检验模具并进行空运行，以验证其各项动作。
- 注塑厂开发出适当的充填、保压、冷却和模具复位工艺。模具设计者/制造者和最终用户经常参与这一过程。模具设计者/制造者帮助评估和纠正任何与模具相关的问题。最终用户与注塑厂的质量控制团队协作，对注塑件质量进行评估并最终予以批准。
- 一旦模具以经批准的工艺完成调试验收，注塑厂就不应偏离标准操作条件。注塑厂不应以减少型腔数量的方式运行模具，也不应试图通过改变成型工艺条件来补偿材料或模具问题。任何变更都可能对注塑件质量产生不利影响，并应经注塑件最终用户批准。
- 许多注塑厂会进行过程能力评估（许多最终用户也要求这样做）。其目的是确保成型工艺能够持续提供在生产中满足产品规格的注塑件。在进行过程能力研究之前，应先验证量具的重复性与再现性。
- 过程能力
通常受少数几个约束成型工艺窗口的关键质量属性的支配。 值为 1 通常已经足够，但许多注塑厂和最终用户按照六西格玛准则努力使 达到 2。要达到如此高的过程能力值，可能需要通过工程变更单来更改模具设计或质量规格。 - 例行保养将有助于维持成型生产率、注塑件质量和模具寿命。在每次成型运行之前和之后进行简单的维护，可以确保模具保持良好状态；应记录日期、循环次数以及成型过程中遇到的任何问题。注塑厂应定期安排更全面的保养，以处理磨损、冷却、损坏或其他问题，使模具保持一致的运行状态。
- 可能需要进行模具大修，即将模具中的每个零件恢复到接近全新的状态。模具的重大返工可能改变模具的行为和注塑件质量，因此在重新投入大批量生产之前，应对模具进行正式的重新调试验收。
注塑模具是复杂的系统，其设计和操作需要模具设计者、模具制造者、注塑厂和最终用户的经验与协作。模具设计不应在真空中进行；来自模具运行和保养的反馈将有助于教育各方持续改进，并在未来实现更具创造性和竞争力的设计。
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