TWI385038B - 螺桿設計及金屬射出成形之方法 - Google Patents

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Description

螺桿設計及金屬射出成形之方法
本發明主要與射出成形有關，更確切地說，是與一螺桿設計有關，該螺桿用於經設置用以加工金屬之射出成形機，以及與設置一射出成形機用以加工金屬之方法有關。
本專利案主張2007年3月10日申請之美國臨時專利申請案第60/894,202號之優先權；其全部內容以引用的方式併入本文。
長久以來，許多研究努力的目的，是通過用於塑膠製品的傳統往復螺桿射出成形設備將金屬加工成三維網狀。生產複雜部件，射出成形是一種成本較低的處理技藝，但鑒於種種原因，其應用僅限於塑膠成形。
世界各地，基於射出成形而安裝的設備數不勝數。雖確定其具體數字有些困難，不過現今用於商業方面的射出成形機器約有1,000,000台。例如，僅在中國，過去幾年中，射出成形機器的發貨量就達平均約每年50,000台。射出成形設備雖壽命有限，但若保養升級(如電子系統)得當，至少也可使用10年，許多甚至可以工作20年以至更久。
人們一般認為，希望用於塑膠加工的傳統射出成形設備無法加工金屬。這有兩個主要原因：第一，有商業效益的金屬及其合金的熔點(也有例外情況)一般要遠高於射出成形機可承受的最高溫度(一般為400℃/~800℉)。這個溫度對於所有或者說幾乎所有有機聚合體都已足夠，因為它們 在溫度高於400℃(~800℉)時便開始降解(如氧化、碳化、分解)。
第二個因素是壓力。儘管溫度高於液相線溫度的熔融金屬黏度很低，但是它們會迅速晶化，以致要克服射出成形設備中晶體成形的力顯得困難。另一方面，聚合物(非晶聚合物及半晶化聚合物在更小程度上)是黏性物質，其黏度變化與溫度相關。因此，通過溫度與壓力之組合，可控制其流量。與大部分金屬不同，聚合物的黏度永遠不會降至一控制起來有困難的極低值(例如，類似水)。
在傳統的射出成形設備中，需要一種物質，該物質具有有限的力，在這個力以下，它不會移動，這是加工效用的一個重要特徵。聚合物通常可達到這些標準。而金屬通常在其熔點會有急劇轉化。也有例外包括半固態金屬(半熔融金屬在介於其液相線溫度與固相線溫度之間時的形態)及具有阻礙或延遲晶體形成之組合物的非晶金屬合金。
如此，由金屬製成三維網狀部件較為例外的方法是壓鑄法。在壓鑄法中，加工溫度剛好高於液相線溫度，熔融的金屬由重力或壓力作用傾注以饋料一模穴。壓鑄法及壓力協助模鑄法是已經為人們所接受的加工方法，世界各地壓鑄設施及設備的數量蔚為壯觀。壓鑄法也有一些不足之處，主要在於向模穴饋料模穴時，物質流動不可控制。對流動物質(類似水的黏性物質)缺少流變控制會造成模具饋料不連續，形成氣隙或罅隙，造成不必要的表面光潔度影響，尺寸控制(收縮)效果也不甚理想。另一方法是使用半 固體形態(在液相線與固相線溫度之間)的金屬以有效降低加工溫度。冷卻半固體物質也會產生較小程度的收縮，因為"熔化物質"的一部分已經固化。該方法用於將某些鎂合金成形，使用被稱為觸變射出成形的改良射出成形程序。這兩種方法任意一種的缺陷之一在於商業設備的不易獲得。壓鑄法包括需達到所要求的加工溫度之鑄造類環境。觸變射出成形需要一較低的溫度，但是要使用壓力，因此，需要健全的及專門的設備，以克服迅速固化或晶體成長。觸變成形的部件一般有相當程度的後續要求，表面光潔度修復，飛邊去除。對於廢料及澆道等的處理及加工也有較高的要求。
連接網狀金屬部件的第三條途徑是金屬射出成形(MIM)或粉末射出成形(PIM)。這種情況下，一操作部件或未加工部件是在傳統溫度時使用粉末金屬及一有機或高分子粘結劑射出成形的。在高溫還原環境下，粘結劑被移除且部件燒結產生該部件。大量體積縮減(收縮)與燒結步驟相關聯。第四條途徑是加工較大形狀或錠塊以得到所需要的尺寸。其他方法(如鍛造)也可製得三維形狀，但是此方法不適用於複雜結構。
所述四種加工方法已被成功應用到商業領域。但該等方法均因成本太高或其他缺陷而限制了其更廣泛的應用以及商業意義。若金屬合金可用傳統射出成形設備來加工成三維網狀部件，則是悅人心意的。
因此，業界需要在射出成形設備中加工金屬的一種方 法。
透過提供一可在一射出成形機中使用以加工金屬的螺軸，用於射出成形機之改良螺桿解決了先前技術中存在的問題。螺桿含有一柄部，一螺軸由此延伸。螺軸包括一前段、中端及末段部分。螺軸還包括若干用於推進材料通過射出成形機之螺桿葉片。較佳實施例中，螺軸上的螺桿葉片僅穿過螺軸末段延伸。另一實施例中，葉片也存在於螺軸前段部分。
無需生產一種新的螺桿，通過選擇性地移除螺軸中端及/或末段部分的螺桿葉片，本發明之改良螺桿可由傳統塑膠射出成形螺桿而製得。
該螺桿可用於傳統上用於加工塑膠的射出成形機，以加工各類金屬。
現參見圖1，10揭示的是用於本發明之一射出成形機之螺桿。螺桿含有一柄部12，一螺軸14由此延伸。螺軸14包括一前段16、中段18及後段20部分。螺軸14還包括若干用於推進材料通過射出成形機之螺桿葉片22。較佳實施例中，螺軸14上的螺桿葉片22僅穿過螺軸14末段20延伸。另一實施例100中，圖3所示效果最佳，葉片22也存在於螺軸14前段部分16。然而，必須將螺軸14中段部分18上的螺桿葉片22移除(或者不包括)。
現參見圖2，24所示的是一含有本發明之螺桿10的一塑 膠射出成形機。射出成形機24包括一機筒部分26，26可大致分為三區段；饋料、轉化及計量區段，下文將進一步描述。通過一電動機28將螺桿10旋轉並嵌入機筒。材料K經由一進料斗30及一饋料喉32被饋入機筒26的饋料區段。在機筒26的計量區段，有一連接至含有一具有一模穴40及豎澆道42之模具38之模具壓機36的噴嘴34。豎澆道42及模穴40與噴嘴34流體連通。機筒26內的溫度是部分由加熱器44控制。
本發明之螺桿10適用於利用希望用於加工塑膠的傳統射出成形設備將多種金屬及其合金暨複合物加工成為三維網狀部件。儘管由於溫度(例如高溫鋼鐵等)的限制，傳統射出成形設備不可能加工所有金屬及其合金，許多有商業價值的合金及其複合物，若其可由全世界廣泛安裝的射出成形機具來加工，可得到更廣泛的應用。
有三個因素(即：溫度承受能力、機械承受、黏度特點)為傳統成形設備加工金屬、金屬合金及其複合物的主要限制因素。它們是1)黏度控制，2)機械溫度，3)機械結構。
黏度考量是基於，大部分金屬及合金在高於固相線溫度、尤其是高於液相線溫度之溫度下，黏度很低。射出成形加工中，在射出工序及饋料模穴時，控制低黏度液體的流動均有困難。具有溫度之一函數的塑性流變的高黏度熔融物的產生已在過去的文獻中提出。
第二個因素是溫度，因為，許多金屬及其合金的熔點均高於傳統射出成形設備的標準範圍。一般範圍是100－ 400℃(~200－800℉)，因為該範圍適用於幾乎所有有機聚合物，且一般而言高於400℃(~800℉)的溫度傾向於使包含聚合物在內的任何有機化合物降解。一般商業射出成形設備可得的典型範圍不高於該值，這只是因為沒有需求，，且升高會有額外支出。雖然如此，也有合理的簡單改良，使得大部分標準射出成形設備在一相對較高的溫度(例如達到675℃/~1250℉)下運作。輸入熱量必須增高，可簡單地使用具有較高溫度以及較高額定功率輸出的加熱器鑲邊來現實該增高。機械結構通常是具有較高溫度承受能力(通常超過適合於本發明之範圍，例如，達675℃/~1250℉或約為純鋁的熔點)之特殊等級鋼鐵。其他機械考量，例如由於高熔融物加工溫度而暴露於比常溫高的溫度下的密封及輔助元件也必須納入考慮，更經常予以替換，或是將該等元件由耐高溫材料及結構物來代替。儘管如此，在相對較高的溫度下運行傳統射出成形設備也並非全無障礙。
第三也是最重要的考慮是傳統射出成形設備的機械承受能力。過去嘗試使用傳統射出成形設備加工金屬、其合金及其複合物均以失敗而告終。且導致了不可忽略的問題，如機筒碎裂、螺桿彎曲、電動機受損及/或熱的熔融金屬洩漏/濺射。這些問題很大程度上由於機械無法克服固體金屬(或正固化的金屬，即晶體成形)的強度。機械發動機及/或結構物質一般不足以承受金屬的強度、剛度及硬度特質，故它們首先受損而無法正常運轉(例如，碎裂的機筒)。
一個克服該等現象之佳例是被稱為用於鎂合金的觸變成形加工方法中發生的事。較之具有相同噸位(亦即夾力)的傳統射出成形設備，在此專門的設備中，機械遠大於前者。較之具有相同夾力的傳統射出成形設備的大小，觸變成形機看上去要大出前者50%，這部分是由於處理鎂合金，機械設計需要額外的扭矩及強度。觸變成形機經設計為了將於鎂合金(及大部分金屬中)冷卻或維持在液相線溫度及固相線溫度之間時形成的晶化物/晶體(樹枝狀物)進行物理性粉碎。而該觸變成形加工方法/器械的一設計目的，便是粉碎該等晶體以使其成為半固體媒介而流動。為實現該目的及其他目的(例如，熱鎂的可燃性)，就需要專業的、更昂貴的設備。觸變成形加工方法還嘗試迅速射出(在材料凍結之前)，常採用真空加工以減小工具模穴中殘存空氣的不利影響(即冷卻效果及排出空氣所耗時間)。
一不同方法暨本發明中該方法的目的是避免使射出成形設備24向部分固化、部分固化或晶化的材料K施以大力(大的壓力)。
問題(堅硬、不可壓縮之金屬上超過機械及其部件承受限度之高機械負荷)係由標準傳統射出成形設備24本身的往復性本質造成。目前生產的用於加工塑膠的射出成形設備24基本均為往復螺桿設計。較早時期的機械24一般是柱塞設計形式，材料由螺桿填入柱塞的前方之一區域。往復螺桿設計克服了柱塞設計的一些弊端，包括熔融物中溫度不一致以及在某溫度下滯留太久。該等特點尤其會對塑膠 製品產生不利影響，因為溫度的不一致會造成流動及部件完整性的變化，而在高溫停留過久，則聚合物/塑膠會分解。
在往復螺桿射出成形機24中，沿螺桿(沿著機筒26)會有一溫度廓線。基於其作用，螺桿/機筒26的總長度可被分割成三個部分。即饋料、轉化及計量部分。
饋料部分(一般是總長度的大約一半)用於將固體球狀材料K移轉到轉化部分、將其加熱到低於熔化/熔融溫度下的一溫度、再將其壓縮成一高密度封包結構(即排出球狀物間的空氣及空隙)。轉化部分欲通過機械剪切及來自機筒26的導熱，使球狀物K熔化，且進一步排氣，將熔融物密化至其理論值。計量部分在於向熔融物提供均衡的溫度，並向螺桿梢前方提供精確量的材料供注入模穴內。
一般地，每個部分的螺桿設計有所不同，以期各部分更好地發揮作用。
本發明之螺桿10顯示了有利於在傳統往復螺桿射出成形設備上加工金屬、金屬合金及金屬基體複合材料之射出成形螺桿設計。
螺桿10之葉片22的壓縮比較佳為1：1，小於1：1亦可。對於大多數聚合物及強化聚合物/塑膠製品，推薦的壓縮比(饋料葉片深度/計量葉片深度)為2：1至3：1。壓縮比一般是指線性長度比，但更確切地，在某種意義上說，也可以是體積比(計量部分螺桿葉片與饋料部分螺桿葉片之間的有效體積比)。沿螺桿10壓縮的主要目的是產生機械力(剪 力)，促使聚合物球狀體熔化、混合、融合。在塑膠射出成形中，剪切能量約占輸入給聚合物的熱量的一半(另一半熱量來自加熱過的機筒傳導)。因為聚合物一般是熱的不良導體(例如，熱傳導率約為0.2 W/mK)，可想而知，來自機筒的熱量傳導效率相當低。螺桿10不斷地向機筒26的側壁補充新的材料K以將其加熱，隨後擦除，使得K與另外較冷的材料K相結合，然而，固有的低導熱性仍限制了機筒26的加熱效果。相反地，含有金屬、金屬合金及金屬基體複合材料之固體及其熔融物的導熱性卻相當好。一般金屬合金的導熱性是一般聚合物導熱性的至少250倍。考慮到材料K沿螺桿10的暫態性(有限的停留時間)，來自機筒26的熱量傳導效率還是相當高的。導熱效率的提高大大降低了產生等溫熔融物(即不含未熔化球狀物K、黏度或流動不均衡等特性的熔融物)所需之剪切能量。因此，無需產生機械作用的壓縮及合成剪切加熱。無此項要求，則壓縮比為1：1或壓縮比小於1之螺桿10可達令人滿意的效果，是人們所期望的，也是必要的。
在傳統射出成形設備上嘗試加工各種金屬、合金及其複合物時，2：1至3：1的標準螺桿壓縮比對此會有不利的影響。各種金屬在其固體和熔融狀態下是堅固的、剛硬的、高度不可壓縮的。固化或部分固化的金屬的強度是很大的。因此，機械24嘗試壓縮或移動(通過螺桿10轉動的作用)高強度、高剛度、高硬度或高不可壓縮的材料，可能會導致機械24或其元件(例如，發動機28、機筒26等等)的 損壞。
對聚合物進行螺桿壓縮的另一個原因，是為了將部分熔融或熔融的球狀物混合起來以產生同質及均勻的材料。即使在熔融狀態下，不借助外在機械作用，以大部分塑膠的黏度來說，均質化依舊困難重重。在射出成形時，該黏度很具作用。它使壓力或力量相依傳輸成為溫度的函數。處於或高於熔點溫度時的強黏度還使得熔融聚合物抗拒在沒有一大於限定壓力之有效力作用下流動(例如，不施加壓力，則熔融聚合物不會從噴嘴34中流出)。聚合物熔融物有限的黏度也利於適當饋料模穴40。為在一模製部件上達到最佳的機械效果及物理性能，就需要受控制的流動(例如，噴流、層流)，而強黏度便可達到該要求。由層流轉化為湍流(非需要的)是液體黏度的作用。而同時，強黏度也會產生一些負面作用。舉例來說，在含有焊接線的部件中，焊接線的強度常常受到熔融流前段面黏度的影響，而該黏度決定了不借助外在機械作用(如剪切)下，聚合物在焊接線處均質地混合的能力。非晶聚合物的合併及均質化是最為困難的，因為其黏度是在一大溫度範圍內的溫度函數，而在高溫下，其熔融物黏度一般遠高於半晶體化聚合物的黏度。半晶體化聚合物的合併及均質化是借助黏度在高於晶體熔化溫度至低於晶體熔化溫度時發生的非線性轉化而得以實現的。然而，迅速固化及低於晶體熔化溫度下黏度增強會影響焊接線的強度，且模具饋料更為困難。在該等情況下，材料可能在均質化(焊接線)或模穴饋料前趨 於凍結(固化)。
熔融或部分熔融的金屬、金屬合金或金屬基體複合物一般含有黏度比熔融非晶聚合物、半晶體化熱塑性聚合物黏度更低的材料。熔融金屬的弱黏度或是半固體金屬或黏稠金屬的弱黏度相對其自身及金屬表面吸引力較大。弱黏度及高吸引力會排出空氣，產生比一般存在之聚合體熔融物更為均勻的材料。該等特徵進一步降低了基於壓縮之剪切加熱及混合之需要。
在傳統射出成形設備24上加工各種金屬，基於螺桿之壓縮存在諸多弊端，聚合物所需要的基於螺桿之壓縮，對於各種金屬、各種金屬合金及其複合物來說，許多則是不需要的。因此，本發明之一目的是獲得壓縮比低於1：1或有可能小於1：1之螺桿。
在傳統射出成形設備24上加工各種金屬、金屬合金及其複合物的另一重要障礙是較之大多數熱塑性(非晶及半晶體化)聚合物，更為急劇的黏度轉化或熔融狀態向固體的轉化。除更為急劇的固態/熔融態轉化外，較之聚合體，大為增強的導熱性使得其一旦接觸一熱移轉驅動力(外部溫度的變化)，黏度或固化轉換變化更快。另外，各種金屬的熱容量較之聚合物低，因此，輸入熱量的變化對金屬溫度的影響更大。由於較高導熱性(一般是250倍甚至更高)及低的熱容量(一般是2－4倍)，溫差(熱移轉的驅動力)對於金屬的影響較之對於聚合體更為深刻。
用傳統射出成形設備24加工各種金屬、金屬合金及其複 合物時，溫差對於金屬之黏度變化(或固化)之影響這一概念很重要。且不論各種塑膠與金屬之密度差異，整合的導熱性及熱容量差異表明，對於金屬來說，溫度的變化(例如，在機筒表面)而引起的溫變或固化，其影響之大之快可達塑膠的1000倍。此事對於傳統射出成形設備24也很重要，因為往復螺桿使得熔融物或熔融物/固體(球狀物)混合物在外部(機筒)溫度差異很大的區域之間運動。射出量越大，則溫度變化對每一片段的材料影響越顯著，而其間之螺桿可來來回回完全運動。
傳統射出成形機24之機筒26溫控分為三個部分進行：計量、轉化及饋料(或分別稱為前段、中段、後段)部分。另外，一般還有一噴嘴34溫控及饋料喉32溫控，但其均非本發明所要關注的。
各個區段內的溫度是不均衡的(有一梯度)，但為了解釋以及從控制角度來說，沿螺桿10產生均等溫度梯度是較為困難的。即使存在等溫度梯度，還需要尋求解決方案。為了解析，可假設機筒26各區段之溫度是均衡的。
一般，每個區段的溫差是顯著的。前段的溫度足夠高以使熔融物中的材料黏度保持在較低的水準，進而可完全饋料模穴40而不會凍結。而饋料區段的溫度則一般低到足以保持球狀物的固態。轉化區段的溫度較之計量及饋料區段則不高也不低，可使材料開始熔化再固結。就一般聚合物加工來說，各區段的溫差相當顯著。對於高溫聚合物，溫差則更大，這主要是由於熔化溫度更高。各區段之間20－ 30℃(~70－90℉)的溫差也司空見慣。溫差對聚合物流動性的影響小於其對金屬流動性的影響。有時，噴嘴34的溫度略小於計量區段的溫度，以防止熔融物從噴嘴34中滲出。
加工各種金屬、金屬合金及其複合物時，螺桿10旋轉並試圖沿螺軸14長度向前推進材料K會發生困難。該情況通常發生在轉化區段，此區段內，材料K是部分熔融部分固態的。在計量區段，材料為完全熔融狀態，螺桿10之旋轉便不會造成什麼問題。而在饋料區段，球狀物呈固態，亦無不便(有足夠的空間供球狀物相互排斥)。然而，在轉化區段，螺桿10作用的物件是熔融及固態球狀物的混合物。鑒於固態金屬球狀物又堅又硬，一旦它們被壓近機筒26之側壁，除非瞬間熔化，否則會造成螺桿10黏結，或是需要更大的力來移動或分開它們。另外，正是在此區段，最有可能發生熔融金屬迅速晶體成形(接近金屬轉化之溫度)並產生堅硬難以移動的一種物質。該情況一旦發生，則機械24要推進材料K似乎顯得艱難(噪音、黏結、高轉矩)。
移除或減少該區段之螺桿葉片22，對取得採用射出成形設備24加工各種金屬的成功至關重要。而此區域內的螺桿葉片22，對於沿螺軸14/機筒26長度之材料K推進則不重要。移除該區域內的螺桿葉片22，則機械24無需經由嘗試剪斷臨近機筒26處固化或正固化的材料而克服材料的強度。饋料區段或後段之螺桿葉片22對材料進行推進。螺桿10之縮回會將部分材料K帶回機筒26之冷區域，材料K在此區域內迅速晶體化或固化。移除該區段螺桿10之螺桿葉 片22幾乎消除了施加在正固化或晶體化之材料K上的機械力，而該力可能會引起可能造成機筒26或其他元件損壞之極大的局部力量或壓力。
移除中段(或轉化區段)18之螺桿葉片22的重要性通過採用傳統射出成形設備24加工各種金屬、金屬合金及其合成物時的小扭矩及消音證明。射出成形設備24在其設計限定的力量和壓力下穩定運行，對於採用傳統射出成形設備24處理各種金屬之常規、持續、可接受的運行至關重要。
現參見圖1所示之較佳實施例，除了後段(或饋料區段)之一部分之螺桿葉片22，前段(或計量區段)、中段(或轉化區段)所有的螺桿葉片22亦均被移除。
圖3所示是另一含有前段(或計量區段)螺桿葉片22之實施例100，在加工聚合物時，這些螺桿葉片22有助於保持溫控及射出量大小，在該實施例效果同樣良好。而從生產的角度，不移除糾正區域路徑中之螺桿葉片22，傳統往復螺桿射出成形設備24加工各種金屬連續作業均是不可接受的。
據此，用本發明之螺桿10替換傳統塑膠射出成形螺桿，即可實現轉變傳統射出成形設備24使其適於加工各種金屬。此外，通過控制機筒26之溫度及螺桿10之柱塞轉動速度，便可以一可接受的生產速度完成金屬加工。
由此可見，透過提供一種螺軸中段部分不含螺桿葉片之改良螺桿，本發明為採用傳統射出成形設備加工各種金屬之一問題給出了一絕佳解決方案。另外，亦可進一步移除 螺桿前段之螺桿葉片。
舉凡熟嫻此項技藝者，在無違本發明精神下，可對以上所舉實施例做各種變換與修改。除非請求項中有所限制，所有此等修改和變換均應視為包含於本發明申請專利範圍之內。
10‧‧‧螺桿
12‧‧‧柄部
14‧‧‧螺軸
16‧‧‧前段部分
18‧‧‧中段部分
20‧‧‧後段部分
22‧‧‧螺桿葉片
24‧‧‧射出成形機
26‧‧‧機筒
28‧‧‧電動機
30‧‧‧料斗
32‧‧‧饋料喉
34‧‧‧噴嘴
36‧‧‧模具壓機
38‧‧‧模具
40‧‧‧模穴
42‧‧‧豎澆道
44‧‧‧加熱器
圖1是一本發明螺桿設計較佳實施例之平面圖；圖2是一包含本發明之螺桿設計較佳實施例之傳統塑膠射出成形機之部分截面圖；圖3是一本發明之螺桿設計另一實施例之平面圖。
10‧‧‧螺桿
24‧‧‧射出成形機
26‧‧‧機筒
28‧‧‧電動機
30‧‧‧料斗
32‧‧‧饋料喉
34‧‧‧噴嘴
36‧‧‧模具壓機
38‧‧‧模具
40‧‧‧模穴
42‧‧‧豎澆道
44‧‧‧加熱器

Claims (16)

  1. 一種用以在塑膠射出成形機內加工金屬、金屬合金及金屬基體複合材料之螺桿，包括：一柄部；一由該柄部延伸的一螺軸，該螺軸具有一鄰近該柄部之末段部分、一鄰近該末段部分之中段部分、及一鄰近該中段部分之前段部分；且由該螺軸末段部分延伸出來之螺桿葉片，用於將材料金屬、金屬合金及金屬基體複合材料推進通過該塑膠射出成形機進入該螺軸之中段部分，該螺軸之中段部分係沒有障礙；該螺軸係經建構及配置以在一塑膠射出成形機的一機筒中旋轉及往復運動，該螺軸的該中段部分係鄰近該塑膠射出成形的一轉化區段，其中金屬、金屬合金及金屬基體複合材料係被加熱以形成具有一變動黏度的一半固態漿物，藉此該螺軸的該中段部分不具葉片，可允許該螺軸在該塑膠射出成形機的該機筒內旋轉及往復運動時，當該變動黏度高的時候，不與該半固態漿物黏結。
  2. 如請求項1之螺桿，還包括：由該螺軸前段部分延伸之螺桿葉片，用於將材料推進通過該射出成形機。
  3. 如請求項1之螺桿，其中該等螺桿葉片之壓縮比為1：1。
  4. 如請求項2之螺桿，其中該等螺桿葉片之壓縮比為1：1。
  5. 如請求項1之螺桿，其中該等螺桿葉片之壓縮比小於 1：1。
  6. 如請求項2之螺桿，其中該等螺桿葉片之壓縮比小於1：1。
  7. 一種經構形用以在塑膠射出成形機中加工金屬、金屬合金及金屬基體複合材料之塑膠射出成形機，包括：一含有一計量區段、一轉化區段及一饋料區段之溫控機筒；一經構形用以將需成形之材料施配於該機筒饋料區段之饋料喉；一由機筒計量區段延伸之噴嘴；一螺桿，具有：一柄部；一由該柄部延伸的螺軸，該螺軸含有一鄰近該柄部之後段部分、一鄰近該後段部分之中段部分，及一鄰近該中段部分之前段部分；由該螺軸後段部分延伸出來之螺桿葉片，用於將材料金屬、金屬合金及金屬基體複合材料推進通過該塑膠射出成形機之機筒進入該螺軸之中段部分及該機筒之轉化區段，該螺軸之中段部分係沒有障礙；以及一驅動該螺桿之柄部之發動機，該螺軸係經建構及配置以在一塑膠射出成形機的一機筒中旋轉及往復運動，該螺軸的該中段部分係鄰近該塑膠射出成形的該轉化區段，其中金屬、金屬合金及金屬基體複合材料係被加熱以形成具有一變動黏度的一半固 態漿物，藉此該螺軸的該中段部分不具葉片，可允許該螺軸在該塑膠射出成形機的該機筒內旋轉及往復運動時，當該變動黏度高的時候，不與該半固態漿物黏結。
  8. 如請求項7之塑膠射出成形機，還包括：由該螺軸前段部分延伸之螺桿葉片，用以推進材料通過該射出成形機。
  9. 如請求項7之塑膠射出成形機，其中該等螺桿葉片之壓縮比為1：1。
  10. 如請求項8之塑膠射出成形機，其中該等螺桿葉片之壓縮比為1：1。
  11. 如請求項7之塑膠射出成形機，其中該等螺桿葉片之壓縮比小於1：1。
  12. 如請求項8之塑膠射出成形機，其中該等螺桿葉片之壓縮比小於1：1。
  13. 一種修改射出成形機之螺桿之方法，該螺桿含有一柄部，該柄部具有由該柄部延伸的一螺軸，該螺軸含有一鄰近該柄部之末段部分、一鄰近該末段部分之中段部分，及一鄰近該中段部分之前段部分，及用於將材料推進通過塑膠射出成形機之由該螺軸延伸出來的螺桿葉片，該方法包括以下步驟：從該螺軸之中段部分移除螺桿葉片且使該螺軸的該中段部分沒有障礙。
  14. 如請求項13之方法，還包括以下步驟：從該螺軸之前段部分移除螺桿葉片。
  15. 請求項13之方法，還包括以下步驟：挑選螺桿葉片壓縮比為1：1之一螺桿。
  16. 請求項13之方法，還包括以下步驟：挑選螺桿葉片壓縮比小於1：1之一螺桿。
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