臺灣博碩士論文加值系統

由於非球面鏡具有改善成像品質與減少光學系統元件兩大主要優勢，因此非球面鏡對於光學技術而言是相當重要的。本研究之主要目的是希望建立可應用於無線光通訊系統中的非球面壓克力透鏡，以及大尺寸光學塑膠元件的精密切削加工之技術。
利用田口實驗計劃法的分析來獲得最佳的切削加工參數組合，以達到非球面壓克力透鏡最佳的表面品質與面形重現性；以及利用迴歸分析建立壓克力切削加工參數與目標特性的經驗公式。另一方面，期望藉由鑽石刀具的導入，來大幅提升鏡片表面品質、提高加工效率、降低生產成本；並且利用鑽石刀具的加工特性，期望達到乾式切削的加工情況，以符合目前產業綠色製造的趨勢。
在研究成果方面，已成功獲得非球面壓克力透鏡表面粗糙度與面形重現性的最佳加工參數組合，並且藉由田口分析的結果與迴歸模型的推算，可得到表面粗糙度Ra 0.1μm以下的非球面透鏡。此外非球面鏡在經由表面硬化處理後，鏡片的表面粗度可再降低至0.08μm，穿透率提升為87%，鏡片表面硬度可提高至Hv25。

誌謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 IX
表目錄 XI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.1.1 光學元件之材料 1
1.1.2 非球面光學元件之製造技術 4
1.1.3 非球面壓克力透鏡於無線光通訊之應用 9
1.1.4 研究目的 10
1.2 文獻回顧 11
1.3 研究方法 15
1.4 論文架構 16
第二章 切削加工與旋轉塗佈之原理 18
2.1 切削加工原理 18
2.1.1 切削條件 22
2.1.2 切削劑與乾式切削 24
2.1.3 鑽石刀具 28
2.1.4 加工的表面品質 31
2.2 旋轉塗佈技術 32
2.2.1 塗液的性質 34
2.2.2 塗佈缺陷形成的主因 35
2.2.3 薄膜的形成 36
第三章 實驗設計與規劃 37
3.1 田口實驗計劃法 38
3.1.1 田口實驗設計流程 40
3.1.2 品質特性的選定 41
3.1.3 加工參數的選定 41
3.1.4 直交表的選定 44
3.1.5 訊號/雜訊比 45
3.1.6 變異分析 46
3.1.7 驗證實驗 48
3.2 迴歸分析 49
3.2.1 迴歸分析原理 49
3.2.2 迴歸分析之流程 51
3.2.3 迴歸分析問題的定義 52
3.2.4 非線性迴歸模型的建立 52
3.2.5 迴歸模型適當性的檢驗 53
3.2.6 迴歸模型的分析與評估 53
第四章 實驗設備與方法 55
4.1 實驗材料 55
4.2 實驗設備 56
4.3 檢測儀器 57
4.4 實驗方法 60
4.4.1 壓克力透鏡切削加工之實驗步驟 63
4.4.2 表面粗糙度之量測 63
4.4.3 面形重現性之量測 64
4.4.4 薄膜塗佈與薄膜特性之量測 65
第五章 實驗結果與討論 67
5.1 田口實驗計劃法之結果分析 67
5.1.1 表面粗糙度 67
5.1.2 面形重現性 72
5.2 鑽石刀具切削結果之分析 77
5.2.1 不同刀具的比較 77
5.2.2 乾式切削的分析 79
5.3 迴歸分析之結果 80
5.3.1 非線性迴歸模型的建立 80
5.3.2 迴歸模型的檢定 81
5.3.3 迴歸模型的診斷─殘差分析 85
5.3.4 迴歸模型的分析與評估 87
5.4 薄膜特性之分析 88
第六章 結論 94
6.1 研究結論 94
6.2 未來展望 96
參考文獻 98
附錄Ⅰ光學元件材料之特性比較 101
附錄II 鑽石薄膜沉積技術之原理與特點 102

[1] 姜燮堂，“光學塑膠元件”，產業調查與技術，145期。
[2] 辛企明，“近代光學製造技術”，國防工業出版社，北京，1997年。
[3] 蔡恆甫，“塑膠切削”，機械工業，230期，民91年5月，139-148頁。
[4] 張世於，“車刀與車削”，徐氏基金會出版，民72年12月，194-199頁。
[5] J.D. Thiele, S.N. Melkote,“Effect of cutting edge geometry and workpeace hardness on surface generation in the finish hard turning of AISI 52100 steel”,J. Mater. Process. Technol,94(2),1999,pp.216-226.
[6] K. Shintani, Y.Fujimura,“Effect use of CBN tool in fine cutting (continuous and intermittent turning)”,in:proceedings of the international Confernce on Strategies for Automation of Machining Materials and Processes,Orlando,FL,May 5-7,1987,pp.117-126.
[7] Y. Kevin Chou and Hui Song,“Tool nose radius effects on finish hard turning”,Journal of Materials Processing Technology,148,2004,pp.259-268.
[8] Bradley H. Jareda, Thomas A. Dow,“Investigation and prediction of chip geometry in diamond turning”, Precision Engineering,24,2000,pp.88-96.
[9] M. Alauddin, I.A. Choudhury, M.A. El Baradie, M.S.J Hashmi,“Plastics and Their Machining:a review”,Journal of Materials Processing Technology 54,1995,pp.40-46.
[10] A. Kabayashi,“Machining of Plactics”,McGraw-Hill,New Youk 1967.
[11] T.J. Vickerstaff and N.Z. Gindy,“Orthogonal machining of polymers”,Proc.21st Int.MTDR Conf.,Swansea,1980.
[12] 劉以仁，“壓克力材質切削表面品質之研究”，國立成功大學機械工程研究所碩士論文，民91年7月。
[13] M.Y.Yang, H.C.Lee,“Design of a six-axis high precision machine tool and its application in machining aspherical optical mirrors”, Journal of Materials Processing Technology 116,2001,pp.298-304.
[14] M.J. Chen, D.Li, S. Dong, “Research on a large depth-to-diameter ratio ultra-precision aspheric grinding system”, Journal of Materials Processing Technology 129,2002,pp.91-95.
[15] Hao-Bo Cheng etc.,“Design of a six-axis high precision machine tool and its application in machining aspherical optical mirrors”,International Journal of Machine Tools & Manufacture,45,2005,pp.1085-1094.
[16] 徐明堅，“最新切削加工技術”，復漢出版社，民81年8月，5-6頁。
[17] 洪良德，“切削工具學”，全華科技圖書股份有限公司，民86年10月。
[18] 陳健峰、蔡志成、吳進發，“綠色切削加工”，機械工業雜誌，民91年3月號，186-194頁。
[19] 加藤賢二，“MQL(Minimal Quantity Lubrication)加工”，機械技術，第49卷第7號，61-65頁。
[20] Taylor, Jeffrey F,“Spin Coating: An Overview”, Metal Finishing ,Volume99, Issue1, January, 2001, pp. 16,18,20-21.
[21] 劉大佼，“高分子加工原理與應用”，揚智文化股份有限公司，民86年5月。
[22] 宋健民，“鑽石膜(CVDD)切削刀具”，粉末冶金會刊，25卷4期，民89年11月，251-261頁。
[23] 李輝煌，“田口方法-品質設計的原理與實務”，高立圖書有限公司，民國89年。