臺灣博碩士論文加值系統

本論文是利用田口式參數實驗法來得到鎂合金薄件壓鑄之最佳製程參數，達到減少翹曲目的。本研究首先以模流分析來改善模具流道及澆口設計方案,然後利用田口式參數實驗法進行鎂合金壓製程射出條件參數關聯性實驗，以作為發展鎂合金3C產品的技術依據。田口式參數實驗法主要目標是從最少實驗次數中尋找最佳實驗參數組合及最小品質變異，同時其主要有相關控制因子都有顯著再現性。鎂合金壓鑄射出參數條件為溫度、壓力、速度、離型劑等，與鎂合金壓鑄產品品質的等級有相當關係，而本次實驗模具採用類似筆記型電腦外殼，實驗結果準確性與可靠度相當高，可推廣於產業界。

This study is to develop optimal control conditions for thin-wall Magnesium die-casting to reduce the defects of products. This paper is first to find the optimal design for gate and runner of experiments model by simulation software, then to find the optimal injection parameters for process of 3C thin-wall magnesium alloy die casting parts by using Taguchi method. The well-known Taguchi method (TM) has good reappearance of experiments concerned only with the main effects of design parameters. The objectives of Taguchi method for parameter design are to find out the best combination of design parameters and reduce the variation for quality from minimum number of experiment. The injection conditions, such as, temperature, pressure, velocity and die release agent show significantly effects in reducing the shrinkage of magnesium die casting products, especially for AZ91D. From the experiment of note-book cover parts processing shows the results of this study is excellent.

目錄
中文摘要…………………………………………………….……Ⅰ
英文摘要……………………………………………………….…Ⅱ
誌謝……………………………………………………………... Ⅲ
目錄…………………………………………………………….…Ⅳ
圖目錄………………………………………………………….…Ⅷ
表目錄………………………….………...………….…….Ⅹ
第一章 緒論…………………………………………….…………1
1.1 前言…………………………………………….…………1
1.2 研究動機及目的………………………………………….1
1.3 文獻回顧………………………….………………………2
1.4 全文概述……………………….…………………………3
第二章 壓鑄鎂合金……………………………………….………4
2.1 鎂的介紹…………………………………….……………4
2.1.1 鎂的來源與用途…………………………………..4
2.1.2 鎂的歷史…………………………………………5
2.1.3 鎂的提煉…………………………………………7
2.2 鎂合金……………………………………………………8
2.2.1 壓鑄鎂合金的發展……………………………….8
2.2.2 鎂合金的表示方法……………………………..12
2.2.3 壓鑄鎂合金的種類與用途……………………..13
第三章 鎂合金壓鑄實驗模具設計方案………………………..14
3.1 鎂合金壓鑄模具設計流程……………………………..14
3.2 鑄件與壓鑄機諸元資料………………………………..15
3.3 模具設計參數…………………………………………..16
3.4 射出條件計算…………………………………………..20
3.5 流道設計………………………………………………..21
3.6 溢流井與逃氣道設計…………………………………..25
3.6.1 溢流井的作用…………………………………..25
3.6.2. 溢流井位置之決定…………………………….26
3.7 設計結果討論…………………………………………..28
第四章 穩健田口實驗設計法…………………………………29
4.1 品質特性………………………………………………..29
4.2 壓鑄件品質要因分析…………………………………..30
4.3 製程中可控制參數的探討……………………………..31
4.4 控制因子及水準數選定………………………………..36
4.4.1控制因子及水準數………………………………36
4.4.2 直角表的選用…………………………………..38
4.4.3 區塊實驗配置…………………………………..40
4.5 實驗設備與條件設定………………………………….42
4.5.1 實驗設備……………………………………….42
4.5.2 壓鑄條件……………………………………….45
4.5.3 取樣與量測…………………………………….46
4.6 平均數分析…………………………………………….47
4.6.1 參數水準訊雜比（S/N比值）平均值………..47
4.6.2因子水準差……………………………………..48
4.7 變異數分析…………………………………………….50
4.8 誤差統合……………………………………………….53
4.8.1 確認實驗與信心區間…………………………..54
4.8.1.1 確認實驗…………………..…………...54
4.8.1.2 信心區間…………………….………….55
第五章 結論與未來發展……………………………………….58
5.1 結果與討論…………………………………………….58
5.2 未來發展……………………………………………….59
圖 目 錄
圖2.1 2002年鎂的出貨量及用途…………….……………….………5
圖3.1 壓鑄模具設計流程圖………..……………………………….…15
圖3.2 鎂合金壓鑄之充填時間..……………….………………...……13
圖3.3 鑄件澆道及流道設計……………………….….……………….22
圖3.4 鎂合金壓鑄件流道系統3D模型…………….………………23
圖3.5 未加溢流井及逃氣CAE模擬結果..………..……………25
圖3.6 實驗壓鑄件CAE模擬結果…..……………………………….28
圖4.1 穩健田口實驗設計法流程圖………………………………….32
圖4.2 鎂合金實驗壓鑄件翹曲的魚骨圖……………………………36
圖4.3 德國FRECH公司DAM315SRC鎂合金熱室壓鑄機….…43
圖4.4 實驗模具固定模……………………….………………..……….43
圖4.5 實驗模具活動模……………….………………..……………….44
圖4.6 模溫控制器……………….…..………..…………………………44
圖4.7 熔解爐溫度控制器…………………….….…………………….45
圖4.8 實驗鑄件圖………………………………………………………46
圖4.9 實驗鑄件量測圖…..…………………………………………….47
圖 4.10 翹曲因子反應圖………………..….………………………….49
圖 4.11 信心區間比較圖………………..…….……………………….57
表 目 錄
表2.1 新開發的耐潛變合金...………………………..……………….11
表3.1 鎂合金鑄件外殼資料………..………………..….…………….16
表3.2 澆口速度建議表………….……..…..………….……………….18
表4.1 最常見的四種品質特性……………..…………………………30
表4.2 可能影響鑄件翹曲的因素………..……..…………….……….31
表4.3 依照可控度分類的製程變因……….…….…………..……….33
表4.4 製程參數依物理特性分類……….…………………………….34
表4.5 可供調整的有效製程參數………………….………………….35
表4.6 L16(215) 直交表………………………….……………..………….39
表4.7 直角表合併…………..….…………….………….……………….40
表4.8 直交表L16(28)……………..…..….………………………………….41
表4.9 實驗參數水準表…………………………………………....……42
表4.10 壓鑄件翹曲各組實驗S/N比……..…………………………48
表4.11 因子反應表………………………………………………………49
表4.12 變異數分析表(ANOVA)…………….….………….…………51
表 4.13 翹曲實例的變異數分析表……………………………….…53
表 4.14 翹曲實例第一次誤差統合……………………….…………54
表4.15 確認實驗表………………………………………………..……55

參考文獻
[1] 唐乃光等，”壓鑄模具設計手冊”，金屬工業研究發展中心，台灣，1998.
[2] 莊水旺，”鎂合金壓鑄件尺寸精度計算研究”，金屬工業研究發展中心期未報告，2000，6月.
[3] “壓鑄模具設計手冊”機械工業出版社，中國大陸，1993.
[4] Aniruddha A. Karve, Ph.D., Robert C. Voight, Ph.D. "Characterizing the Kimesional Variability of Production Die Castings", NADCA 20th transaction, p183~p194,1999.
[5] B. B. Clow, “The Magnesium Outlook”, Magnesi-um Techology Proceedings of London Conference, November 1986.
[6] B.H. HU , K.K. TONG, X.P. Niu, I. Pinwill, 1999, ”Desing and optimization of runner and gating system for the die casting of thin-walled magnesium telecommunication parts through numerical simulation” Jounal of Materials Technology, pp128-133.
[7] CNS B1041.
[8] CNS B1046
[9] DIN 7168,”General Tolerance”, May 1981.
[10] Dr. Mark Osborne, Dr. Jerald Vrevick and Dr. R. Allen Miller, "Analysis of the Effects of Die Casting Process Control on Casting Dimensional Variability", NADCA 18th transaction, p203~p213,1995.
[11] E.A.Hennall;‘‘DesigllingDieCastingDies’’,NADCA,1992 .
[12] Enc-yclopedia Britannica, “The New Encyclopedia Britannica”, Volum 7, Inc., 15th Edition, 1985, p678.
[13] IMA網站：http://www.intlmag.org/.
[14] J. F. King, “Development of Magnesium Diecasting Alloys”, ”Magnesium Alloys and their Applicatio-ns”, 1998, p37.
[15] JIS B0403
[16] John Wiley & Sons, “Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technolo-gy”, Third Edition Volume 15, 1981, p570.
[17] John Wiley & Sons, “Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technolo-gy”, Third Edition Volume 15, 1981, pp576~580.
[18] “Magnesium The Metal For Today”, International Magnesium Association, 1993, pp5~7.
[19] Marc Boettcher, “FRECH熱室鎂合金壓鑄模具設計”研討會講義，台灣孚銪股份有限公司，2000，p19。
[20] Marc Boettcher, “FRECH熱室鎂合金壓鑄模具設計”研討會講義，台灣孚銪股份有限公司，2000，p38。
[21] Nahed A. El-Mahallawy a, Mohamed A. Tahaa*, Engenius Pokora b, Friedrich Klein b, 1996, “On the influence of process variables on the thermal conditions and properties of high pressure die-cast magnesium alloys” Jounal of Materials Technology, pp125-138.
[22] Nils Hoy-Peterson, “From Past To Future”, IMA 47th Annual World Magnesium Conference, May 1990, pp18~22.
[23] North American Die Casting Association;‘‘Dimensional Repeatability of Die Casting Process”，2003.
[24] North American Die Casting Association;‘‘Product Specification standards for Die casting”2003
[25] Ya.B. Unigovski, E.M. Gutman, 1999, “Surface morphology of a die-cast Mg alloy” Applied Surface Science