臺灣博碩士論文加值系統

消費性電子產品及家電產品之開發趨勢，由功能提升轉變為功能提升與外觀設計並重，外觀裝飾技術由傳統噴漆塗裝方式，更新為模內裝飾技術(In-Mold Decoration)，以提高產品外觀的品質，同時避開高度污染的塗裝製程，目前模內裝飾技術以3C 產業運用最多，包括手機鍵盤、手機外殼及筆記型電腦上蓋等，均能見到IMD工藝的使用。
IMD製程由薄膜印刷、熱壓成型、沖壓裁切及射出成型等四個過程組合而成，每個過程的不良率都會影響到生產效率，其中又以射出成型階段不良率最高，主要原因為射出成型時造成油墨沖刷，以傳統製程之技術經驗通常無法解決，根本解決之道需從模具設計下手，而從事IMD製程的業界人員多以傳統經驗作為設計依據，無法切合IMD射出成型之製程特性，以至於不良率居高不下，故本研究應用模流分析探討澆口形狀對模內裝飾射出成型製程特性之影響，期以現有的CAE工具找出最適化之澆口形狀，以解決油墨沖刷並降低不良率。
由本研究結果可發現以垂直角度進入澆口其剪切應力為最大，對圓弧澆口而言，剪切應力之值R2>R5>R10>R15>R20，表示剪切應力隨著圓弧變大而降低。對拋物線澆口而言，剪切應力之值為拋物線1>拋物線2> 拋物線3>拋物線4>拋物線5>拋物線6，表示剪切應力隨著拋物線變大而降低。而經本研究可得知澆口形狀對油墨沖刷影響很大，以剪切應力而言，澆口形狀為垂直角度>圓弧形澆口>拋物線形狀進澆，這是因為拋物線澆口可使熔膠流動時加速度降低，減緩熔膠對油墨之衝擊力，剪切應力下降，使油墨不易被沖刷。

Consumer electronics and home appliances development trends, from the function upgrade change to the function enhancements and outward appearance design with equal emphasis. Decorative techniques from the traditional way of painting, updating technology to in-mold decoration, in order to improve the quality of product appearance, and to remove the coating of highly polluting process. Currently, in-mold decoration techniques are most by the 3C industry utilization, including mobile phone keyboard, cell phone casings, and laptop lid, etc, are able to see the use of IMD technology.
IMD process from film printing, hot-press molding, stamping and cutting and injection molding process equal four combinations, each of the defective rate of the process will directly affect the efficiency of production and injection molding among the defective rate was the highest stage. The main reason for the injection molding erosion caused by ink, this problem use the traditional process of technical experience often cannot be resolved, the fundamental solutions need to start from the mold design. While engaged in IMD process industry to make more use of traditional experience as a design basis, cannot meet the IMD injection molding process characteristics, so that the fraction defective stays at a high level. So, this study was to explore the application of mold flow analysis of the shape of the mold gate affect the characteristics of injection molding decorative process, hope that the existing CAE tools to find the optimal shape of the gate to address erosion problems and reduce defective rate cause by ink.
The results from this study can be found, to enter the gate with a vertical angle, which shear stress was the largest. If the arc gate is concerned, the value of the shear stress R2> R5> R10> R15> R20, expressed as shear stress reduces with the circular arc increase. Gate on the parabola, the shear stress value is parabola 1> parabola 2> parabola 3> parabola 4> parabola 5> parabola 6, shear stress that become larger as the lower parabola. Also know from research results, the shape of gate has a great influence on the ink washed to shear stress. For shear stress value, the gate of shape of the vertical angle > arc-shaped gate > parabola gate, this is because parabola gate allows plastic flow acceleration lower, slowing plastic on ink impact, shear stresses decreased, so that ink cannot easily be washed.

誌謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 射出成型簡介 2
1-2-1 射出成型基本原理 2
1-2-2 塑膠流動特性 3
1-2-3 模具設計 4
1-2-4 模流分析 4
1-3 先進射出成型 5
1-4 文獻回顧 6
1-4-1 射出成型發展 6
1-4-2 模內裝飾射出成型 7
1-5 研究動機與目的 8
1-6 本文架構 9
第二章 模內裝飾射出成型介紹 15
2-1 模內裝飾射出成型簡介 15
2-2 現行表面裝飾技術 16
2-3 塑膠射出成型的製程理論基礎 17
2-3-1 連續方程式 18
2-3-2 動量方程式 18
2-3-3 能量方程式 20
2-3-4 保壓過程 21
2-3-5 冷卻過程 22
2-3-6 本質方程式 22
2-4 模內裝飾射出成型製程簡介 24
2-4-1 彩色薄膜製作流程 24
2-4-2 熱壓成型流程 25
2-4-3 沖壓裁切流程 25
2-4-4 模內裝飾射出成型流程 25
2-5 澆流道設計 26
2-5-1 澆口 27
第三章 澆口設計與模擬分析 32
3-1 研究方法 32
3-1-1 Moldex3D簡介 32
3-1-2 Mathematica簡介 33
3-2 模型建立 33
3-3 澆口設計 33
3-4 成型條件 34
3-4-1 材料選用 34
3-4-2 成型條件 36
3-5 數據量測 36
第四章 結果與討論 51
4-1 垂直澆口形狀探討 51
4-1-1 剪切應力變化量 51
4-2 圓弧形澆口形狀探討 52
4-2-1 剪切應力變化量 52
4-2-2 圓弧尺寸對剪切應力之影響 57
4-2-3 圓弧曲線斜率對剪切應力之影響 57
4-3 拋物線澆口形狀探討 58
4-3-1 剪切應力變化量 58
4-4 澆口形狀對油墨沖刷之影響 65
第五章 結論及未來展望 92
5-1 結論 92
5-2 未來發展 92
參考文獻 94
作者簡歷 97

[1]S. Middleman, Fundamentals of Polymer Processing, McGraw-Hill College, (1977).
[2]Z. Tadmor and C. G. Gogos, Principles of polymer Processing, Wiley, (1979).
[3]E. C. Bernhardt, Computer Aided Engineering for In-jection Molding, Hanser, (1983).
[4]J. R. A. Pearson, Mechanics of Polymer Processing, Elsevier, (1985).
[5]周文祥，C-MOLD射出成型模具設計，文京圖書有限公司，(1999)。
[6]張永彥，塑膠模具設計學－理論、實務、製圖、設計，全華圖書股份有限公司，(2006)。
[7]科盛科技股份有限公司，模流分析技術與應用，全華圖書股份有限公司，(2007)。
[8]洪瑞庭，塑膠加工技術與工程，高立出版社，(2000)。
[9]Z. Tadmor, and C. G. Goges, Principles of Polymer, John Wiley and Sons, NEW Tork, (1979).
[10]G. D. Gilmore, and R. S. Spencer, “Role of Pressure, Temperature, and Time in the Injection Molding Process ”, Modern Plastics, Vol.27, No.4, pp.143-151, (1950).
[11]G. D. Gilmore and R. S. Spencer, Mod.Plastic, 27, Dec 97, (1950).
[12]R. S. Spencer and G. D. Gilmore, “Some Floe Phenomena in the Injection Molding of Polystyrene”, J. Colloid Sci. , No.6, pp.118-132, (1951).
[13]P. Thienel, and G. Menges, “Mathematical and Experimental Determination of Temperature, Velocity, and Pressure Fields in Flat Molds During the Filling Process in Injection Molding of Thermoplastics” , Polymer Engineering and Science, Vol.18, No.1, pp.314-320, (1978).
[14]A. I. Isayev, and C. A. Hieber, “Toward a Viscoelastic Molding of the Injection Molding of Polymer”, Rheologica Acta, Vol.19, No.2, pp.169-182, (1980).
[15]C. A. Hieber, L. S. Socha, S. F. Shen, K. K. Wang and A. I. Isayev, “Filling Thin Cavities of Variable Gap Thickness: A Numerical and Experimental Investigation”, Polymer Engineering and Science, Vol.23, No.1, pp.20-26, (1983).
[16]許丕明、哈冀連，In-Mold Decoration 自動化定位射出成型系統，行政院國家科學委員會補助專題研究計畫，NSC-90-2212-E-269-006，(2002)。
[17]黃仁德，PC/TPU薄膜模內貼合射出成型製程特性之研究，中原大學碩士論文，(2003)。
[18]林德光、黃世欣，結合超臨界流體微細發泡射出成型和模內塗裝成型之製程研究，行政院國家科學委員會專題研究計畫，NSC92-2626-E-231-008，(2004)。
[19]唐兆璋，整合電腦輔助工程分析在模內裝飾射出成型之製程研究，勤益技術學院碩士論文，(2006)。
[20]張榮語，射出成型模具設計－模具設計，高立出版社，(1998)。
[21]劉大佼，高分子加工原理與應用，揚智出版社，(1997)。
[22]陳昌杰、張烈銀、隋其倩，塑料薄膜的印刷與複合，化學工業出版社，(1995)。
[23]黃世存，PC薄膜熱壓製程特性之研究，中原大學碩士論文，(2004)。
[24]陳朝光、唐余勇、吳鴻業，微分幾何及其在機械工程中的應用，哈爾濱工業大學出版社，(1998)。
[25]張榮語，射出成型模具設計－材料特性，高立出版社，(1998)。
[26]張榮語，射出成型模具設計－操作實務，高立出版社，(1998)。
[27]孟繼洛，應用力學－動力學，高立出版社，(1987)。
[28]王鎮雄、朱朝煌、李世榮、劉傳仁、蔡豐欽，熱傳遞學，高立出版社，(1995)。
[29]邱林雄，鋁金屬濺鍍於PET薄膜與模內貼合射出成型製程特性之研究，中原大學碩士論文，(2005)。
[30]黃宗偉，IMR模內轉印射出成型製程之研究，中原大學碩士論文，(2006)。