臺灣博碩士論文加值系統

塑膠押出成型是目前最常使用的成型技術，在工業上為了進行最佳加工參數的設定，常常需要進行繁多的實驗來得到數值，再配合工程師的經驗判斷才能確定參數的設定，而這調整參數的過程並沒有理論根據來分析，既費時亦浪費生產成本，並不合乎經濟效益，因此本研究提出以田口方法，來探討製程參數組合的最佳化。

利用田口方法尋找出影響品質特性之押出成型參數。故列出影響EPS發泡式押出成型最關鍵的八個控制因子–塑膠原料比例(代號A)、冷卻頭溫度(代號B)、冷卻筒溫度(代號C)、模頭第一區溫度(代號D)、模頭第二區溫度(代號E)、瓦斯泵轉速(代號F)、第一押出螺桿轉速(代號G)、拉皮機線速度(代號H)共八個主要控制因子，其八個主要因子除塑膠原料比例為二水準外其他因子各依三水準，進行田口的L18直交表規劃實驗設計，利用各樣本S/N比及變異數實驗分析結果，得到押出成型參數對品質特性最佳組合，其收縮率之改善如下：

1.體積收縮率之改善可有效評估產品瑕疵。
2.適度改變加工參數，如螺桿轉速、拉皮機線速度等，發現可有效改善體積收縮不均問題。
3.經由田口式分析最佳組合之加工參數，可獲得最佳均勻體積收縮率。

Plastic extrusion is the most common technology in plastic industry. To obtain the optimum parameters, we need lots of experiments and experiences to get the value; however, doing experiments take lots of time and even if they ere done, there is theoretical basis to analyze them. Hereby, the purpose of this study is to find out the optimum parameters by using Taguchi Method.

We found out the factors affecting the quality of PS extrusion by using Taguchi Method. The major factors to affecting PS extrusion process are as below:(A)Proportion of plastic material, (B)Cooling head temperature, (C)Cooling can temperature, (D)Die Zone 1 temperature, (E)Die Zone 2 temperature, (F)Gas pump RPM, (G)Primary screw RPM, (H)Pull Roll line speed (Experiment: A in 2 level, B~H in 3 level),This experiment using Taguchi L18 orthogonal array, the analysis of samples S/N ratio and variance obtain the optimum parameter for extrusion. The shrinkage improvement is as following:

1.The improvement of volumetric shrinkage could effectively evaluate the defects on the product.
2.Appropriately adjust the control factors could improve the volumetric shrinkage problems.
3.By means of Taguchi method analyzes the best combination of parameter could get the best volumetric shrinkage ratio.

中文摘要........................................................i
英文摘要 .......................................................ii
誌謝...........................................................iii
目錄...........................................................iv
表目錄.........................................................ix
圖目錄.........................................................xi
符號說明......................................................xiii
第一章 緒論.................................................1
1.1 前言.................................................1
1.2 研究動機與目的.......................................2
1.3 文獻回顧.............................................4
1.4 研究方法.............................................6
1.5 研究流程.............................................7
第二章 理論基礎.............................................9
2.1 押出成型機...........................................9
2.1.1 單螺桿式押出機.......................................9
2.1.2 押出機螺桿設計......................................11
2.2 押出成型機的生產....................................12
2.2.1 成型原理............................................12
2.2.2 生產過程............................................13
2.3 押出成型機連線的組合................................18
2.3.1 主機................................................18
2.3.2 模頭................................................20
2.3.3 模溫機..............................................22
2.3.4 冷卻筒組合..........................................22
2.3.5 牽引設備............................................23
2.3.6 收卷設備............................................24
2.3.7 控制系統............................................25
2.4 塑料概述............................................26
2.4.1 塑料分類............................................26
2.5 發泡塑膠的原理......................................27
2.5.1 發泡塑膠的原料......................................28
2.5.2 發泡塑膠的發泡劑....................................29
2.5.3 發泡塑膠的分類......................................30
第三章 田口品質工程........................................34
3.1 田口品質工程介紹....................................34
3.2 工程研發的步驟......................................35
3.2.1 系統設計............................................36
3.2.2 參數設計............................................37
3.2.3 允差設計............................................39
3.3 穩健參數設計法......................................39
3.3.1 田口兩階段最佳化程序................................42
3.4 品質特性............................................42
3.5 品質損失函數........................................43
3.6 因子分類............................................46
3.7 直交表..............................................49
3.8 信號雜音比..........................................52
3.9 控制因子效應分析....................................53
3.10 變異數分析..........................................54
3.11 合併誤差............................................57
3.12 確認實驗............................................59
3.12.1 信心區間............................................60
3.13 田口方法實驗的流程..................................61
3.14 田口方法實驗的步驟..................................65
第四章 實驗結果與討論......................................68
4.1 實驗流程............................................68
4.2 實驗設備與周邊介紹..................................69
4.2.1 實驗品質特性量測儀器................................70
4.3 押出成型品質特性....................................71
4.3.1 收縮率測試..........................................72
4.4 實驗規劃與執行......................................74
4.4.1 實驗直交表..........................................74
4.4.2 實驗記錄表與實驗數據................................76
4.5 實驗結果與分析......................................76
4.5.1 控制因子效應分析....................................78
4.5.2 品質特性的反應表及反應圖............................81
4.5.3 變異數分析..........................................82
4.6 確認實驗............................................88
4.6.1 實驗計畫............................................88
4.6.2 預測實驗............................................90
4.6.3 確認實驗............................................93
第五章 結論................................................94
5.1 加工條件與瑕疵關係..................................94
5.2 未來研究方向........................................97
參考文獻 .....................................................100
英文論文大綱
簡歷

[1]黃品翰，2006，共擠押發泡膜之模頭分析與製程研究，國立高雄應用科技大學碩士論文。
[2]M. Lee, C. B. Park, C. Tzoganakis, 1999, “Measurements and Modeling of PS/Supercritical CO2 Solution Viscosities”, Polymer Engineering and Science. Vol.39, NO.1, pp.99-109
[3]H. C. LAU, S. N. Bhattacharya, G. J. Fleld, 1998, “Melt Strength of Polypropylene: Its Relevance to Thermoforming”, Polymer Engineering and Science. Vol.38, NO.11, pp.1915-1923.
[4]P.K Krishnaswamy, A. M. Sukhadia, 2000, “Orienration characteristics of LLDPE blown films and their implications on Elmendorf tear performance”, Polymer, Vol.41, pp.9205-9207.
[5]O. Kulikov, K. Hornung, 2004, “A simple way to suppress surface defects in the processing of polyethylene”, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. Vol.124, pp.103-114.
[6]Rose, J. P., 1989, Taguchi Techniques for Quality Engineering, McGraw-Hill, New York.
[7]N. Belavendram, 1995, Quality by Design, Prentice Hall International.
[8]田口玄一，1997，田口實驗計畫法，滄海出版社。
[9]S. J. Kim, K. S. Kim and H. Jang, 2003, “Optimization of Manufacturing Parameters for a Brake Lining Using Taguchi Method”, Journal of Materials Processing Technology, pp.202-208.
[10]吳政益，1999，參數最佳化應用於粉末熱間擠製之研究，國立臺灣科技大學機械工程系碩士論文。
[11]湯燦泰，2001，熔融紡絲系統參數最佳化之研究，國立臺灣科技大學纖維及高分子系碩士論文。
[12]R. S. Chen, H. H. Lee and C. Y. Yu, 1997, “Application of Taguchi’s Method on the Optimal Process Design of an Injection Molded PC/PBT Automobile Bumper”, Composite Structures, Vol. 39, No.3-4, pp.209-214.
[13]S. E. Barbosa and J. M. Kenny, 1999, “Processing of Short Fiber Reinforced Polypropylene. II : Statistical Study of the Effects of Processing Conditions on the Impact Strength”, Polymer Engineering and Science, Vol. 39, No. 10, pp. 1880-1890.
[14]S. J. Liu and J. H. Chang, 2000, “Application of the Taguchi Method to Optimize the Surface Quality of Gas Assist Injection Molded Composites”, Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 19, No. 17, pp.1352-1362.
[15]郭恩銘，2002，應用灰色關連度與類神經網路於射出成型參數最佳化，國立臺灣科技大學纖維及高分子系碩士論文。
[16]李永昌，2002，整合田口法與類神經網路於射出成型製程之建構與分析，國立臺灣科技大學纖維及高分子系碩士論文。
[17]謝棋鴻，2004，塑膠阻隔容器之混煉參數最佳化，國立臺灣科技大學碩士論文。
[18]陳文雄，2007，田口應用於TPU押出包氣成型最佳參數組合之研究，國立雲林科技大學機械工程系碩士論文。
[19]吳舜英、徐敬一合編，1997，塑膠發泡成形技術，復文書局，台南。
[20]張麗葉，2001，擠出成型，化學工業出版社，北京。
[21]張京珍，2005，泡沫塑料成型加工，化學工業出版社，北京。
[22]譚天錫，2004，塑膠真空熱成型機產業之國際策略聯盟研究–以昇威機械與TSL公司進行的全球聯盟為例，大葉大學事實經營研究所碩士論文。
[23]陳厚君，2006，CAN BUS網路在押出機的連動控制研究，國立雲林科技大學機械工程系碩士論文。
[24]王鴻雄，2006，真空熱成型機合模密合度之研究分析，國立雲林科技大學機械工程系碩士論文。
[25]www.laiwell.com.tw，禹昌國際集團。
[26]www.sunwellweb.com.tw，Sunwell Global, Ltd.