臺灣博碩士論文加值系統

本研究乃是針對金屬嵌件射出成型之製程特性與成品品質之嵌件尺寸變化及殘留應力做一研究與討論。在實驗中，成型試片為遠/近澆口兩種澆口配置，金屬嵌件為圓環設計，使用之成型材料為ABS、PA66與PA66+GF33%，透過不同製程參數包括射速、保壓壓力、模溫與料溫，搭配遠/近澆口配置得到實驗所需之金屬嵌件射出成型品。由實驗結果顯示，以透明ABS成型之金屬嵌件射出試片，其試片殘留應力分佈隨著射速、模溫、料溫提高，其殘留應力分佈有降低之趨勢；隨著保壓壓力提高，其殘留應力分佈有較密集之趨勢產生，其中使用近澆口射出成型之試片，在嵌件附近產生之殘留應力較為明顯。其結果也顯示金屬嵌件尺寸會因產品成型產生之殘留應力分佈不均造成尺寸變化。另一方面，透過雷射測定儀進行金屬嵌件射出成型試片之嵌件尺寸量測，由量測結果顯示，大部分試片金屬嵌件尺寸在Y軸方向上之變形量皆大於X軸方向，顯示熔膠流動與溫度所造成之殘留應力對產品品質影響在Y軸方向上大於X軸方向。

The objective of this research is to study and discuss the processing properties and part quality includes dimension change and residual stress of molding parts in metal insert injection molding. The mold of tensile specimen satisfied requirement of the ASTM 638 is used in the experiments. For this study, the molded part with near and far gate design, the insert part with ring shape design, and the molding resin with ABS, PA66, and PA66+GF33%. The metal insert injection molding parts are obtained by different processing parameters including injection speed, packing pressure, mold temperature, and melt temperature.
From the experimental results, the residual stress, which decreases with increasing injection speed, mold temperature, and melt temperature；In another, it was found that a higher packing pressure will result large residual stress in which use near gate design the residual stress varies significantly around the insert part. From these data it is apparent that the dimension change of molded part due to uneven residual stress distribution.
In addition, the dimension measurement of insert part by metal insert injection molding experiment will be measured using laser scan micrometers. During different processing conditions, the metal part has large deformation in Y direction. From the research results, it shows that the melt flow and temperature have significantly effect on product quality especial in Y direction.

致謝 i
中文摘要 ii
Abstract iii
目錄 v
表目錄 x
圖目錄 xi
第一章 緒論 1
1-1前言 1
1-2嵌入射出成型 2
1-2-1嵌入射出成型製程優缺點 2
1-2-2嵌入射出成型製程步驟 3
1-3 文獻回顧 3
1-4研究動機與目標 6
1-5 本文架構 7
第二章 基本原理 10
2-1射出成型介紹 10
2-1-1射出成型簡介 10
2-1-2射出成型原理 10
2-2一般射出成型常見的不良缺陷 13
2-3射出成型製品殘留應力成因 22
2-4應力偏光儀光彈法之理論基礎 22
2-4-1光的電磁波性質 22
2-4-2偏振光 23
2-4-3平面偏光板 24
2-4-4雙折射 24
2-4-5垂直入射下的二維應力光學定律 25
第三章 實驗設備與方法 37
3-1實驗材料與特性 37
3-2實驗用設備及儀器 40
3-3實驗方法與成型條件 42
3-3-1 加工條件設定 43
3-3-2殘留應力檢測方法 44
3-3-3嵌件尺寸量測方法 44
第四章 澆口與成型條件對透明ABS應力分佈情形影響 68
4.1澆口位置對透明ABS含金屬嵌件試片之殘留應力分佈情形 68
4.2射出速度對透明ABS含金屬嵌件試片之殘留應力變化情形 68
4.3保壓壓力對透明ABS含金屬嵌件試片之殘留應力變化情形 69
4.4模具溫度對透明ABS含金屬嵌件試片之殘留應力變化情形 69
4.5熔膠溫度對透明ABS含金屬嵌件試片之殘留應力變化情形 70
第五章 澆口位置與成型條件對嵌件尺寸之量測結果 83
5.1 ABS-PA758近澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 83
5.2 ABS-PA758遠澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 84
5.3 PA66-ST2700近澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 85
5.4 PA66-ST2700遠澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 87
5.5 PA66-6210GC近澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 88
5.6 PA66-6210GC遠澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 90
5.7 PA66複合材料近澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 91
5.8 PA66複合材料遠澆口與不同成型條件之嵌件尺寸量測結果探討 92
第六章 結論與未來發展 114
6-1澆口與成型條件對透明ABS應力分佈之情形比較結果 114
6-1澆口與成型條件對嵌件尺寸變形影響之比較結果 114
6-3未來發展 115
參考文獻 116

[1] R.Y.Chang,Y.H.Peng,D.Hsu,Y.H.Yang，Three-Dimensional Insert Molding Simulation In Injection Molding，ANTEC-CONFERENCE，2004.
[2] H.Huang,W.K.Chen,T.Kuriyagawa，Profile error compensation approaches for parallel nanogrinding of aspherical mould inserts，International Journal of Machine Tools & Manufacture 47，2007 .pp2237-2245.
[3] Ming-Shyan Huang, Chen-Jung Li, Jyh-Cheng Yu, Yung-Ming Huang, Li-Chung Hsieh，Robust parameter design of micro-injection molded gears using a LIGA-like fabricated mold insert，Journal of Materials Processing Technology 209，2009.pp5690-5701.
[4] M.Sahli, C.Millot, J.C Gelin, T.Barriere，The manufacturing and replication of microfluidic mould inserts by the hot embossing process，Journal of Materials Processing Technology，2012.
[5] J. Schneider,H. Iwanek,K.-H. Zum Gahr，Wear behaviour of mould inserts used in micro powder injection moulding of ceramics and metals，Wear 259，2005.pp1290-1298.
[6] B. Ferret, M. Anduze and C. Nardari，Metal inserts in structural composite materials manufactured by RTM，Composites Part 29A，1998.pp693-700.
[7] 黃靖師，使用埋入射出成形製程對於手機顯示器模組強度改善之研究，國立交通大學精密與自動化工程研究所，碩士論文，2010年。
[8] 高軒羿，具金屬嵌件塑膠射出成型產品翹曲量研究，逢甲大學機械工程研究所，碩士論文，2011年。
[9] 白尚以，以田口實驗方式進行背光模組背板翹曲之成形參數探討，逢甲大學機械工程研究所，碩士論文，2009年。
[10] 張凱傑，多材料射出成型MCM之研究，國立雲林科技大學機械工 程研究所，碩士論文，2007年。
[11] Jung-Chang Wang , Ai-Tsung Li, Yu-Pin Tsai, Ray-Quen Hsu，Analysis for diving regulator applying local heating mechanism of vapor chamber in insert molding process，International Communications in Heat and Mass Transfer 38，2011.PP179-183.
[12] 曾賢壎，超高速薄殼射出成型之製程特性與成型參數對機械性質影響之研究，中原大學機械工程研究所，博士論文，2008年。
[13] Seong Yun Kim, Chae Hwan Kim, Sung Ho Kim, Hwa Jin Oh, Jae Ryoun Youn，Measurement of residual stresses in film insert molded parts with complex geometry，Polymer Testing 28，2009. pp500-507.
[14] 王振偉，薄殼射出成型品性質之研究，中原大學機械工程研究所，碩士論文，2000年。
[15] Baeg-Soon Cha, Hyung-pil Park and Gil-Sang Yoon，A Study On Injection-Structure Coupled Analysis For The Prediction Of Integrated Metal Insert Injection Molding Parts，ANTEC-CONFERENCE，2011.
[16] 葉人瑜，嵌入式射出成型製品殘留應力之研究與改善，國立交通大學機械工程研究所，碩士論文，2010年。
[17] 蔡敏斌，塑膠射出成型之結合線與殘留應力之改善研究，國立交通大學機械工程研究所，博士論文，2010年。
[18] 依保內賢，工程塑膠射出成形: 高品質成形之檢驗要項. 臺北市:機械技術出版社，1989年。
[19] 姜林靜慧，CAE模流分析應用在嵌入式模具上之應用，元智大學機械工程，碩士論文，2005年。
[20] 張淙賢，LED封裝模條嵌入式射出成形分析之研究，國立臺灣科技大學自動化及控制研究所，碩士論文，2008年。
[21] 陳碧森、李冠宗、侯詠升，嵌入式射出成型特性的分析，CAE Molding Conference，2009，pp.B13-1~B13-7.
[22] 科盛科技股份有限公司編著，Moldex 3D模流分析技術與應用，全華圖書股份有限公司，2007年。
[23] 有方廣洋原著、歐陽渭城編譯，射出成型的不良對策，全華圖書股份有限公司，2010年。
[24] 張永彥，塑膠模具設計學，全華圖書股份有限公司，2007年。
[25] A. Bagchi and P. K. Wright, “Stress Analysis in Machining with the Use of Sapphire Tools”, Proceedings of the Royal Society of London.Series A, Mathematical and Physical Sciences, Vol. 409, No. 1836, pp.99-113, 8 Jan 1987.
[26] 謝淵清譯，工程塑膠之特性及其加工.臺北市 徐氏基金會，1992年。
[27] Autodesk Simulation Moldflow 2013，軟體說明檔，歐特克股份有限
公司，(2012)。
[28] 亞特必股份有限公司，Nylon 6/6系列複合塑膠，from the World Wide Web: http://www.asiateck.com.tw/product/p-r-p-pa66.html