臺灣博碩士論文加值系統

射出成型為製造業重要的生產過程，具有大量製造、低成本及生產快速等優點，應用層面非常廣泛。塑膠射出成型是目前最常使用的成型技術。在進行塑膠射出成型，為獲得最佳的塑件品質除了良好的模具設計外，尚需考慮適當的製程參數；傳統上它係依靠有經驗的技術人員，利用試誤法來找出較佳的參數組合，但此方式通常需耗費大量的時間與金錢。
射出成型是將高溫且熔融的高分子塑膠材料，以高壓力高速充填入模具的模穴，利用模穴中幾何形狀限制塑料流動範圍，等其冷卻後複製與模穴空間相同的成品，可將3D 複雜形狀零件一體成型，且週期時間短，容易自動化。射出成型主要是由充填(Filling)、保壓(Packing)、冷卻(Cooling)及脫模(Demold)四項流程所組成，為一具有週期性週而復始的生產過程，且是一個非穩態的週期程序。
本研究導入六標準差，運用DMAIC（Define－界定、Measure－衡量、Analyze－分析、Improve－改善、Control－控制）的問題分析與解決手法，針對塑膠射出之參數問題，設計最佳因子組合，製程能力CPK值由原來的0.85提昇到2.23，證明本研究所建立的改善製程能力模式能有效提升雙色膠把收縮率品質，經業者依此參數調整生產條件,除熱機待機時間所造成的短射不良品外,幾乎在多次射出流程中已無發現報廢品,大大的提高了此產品的生產良率，接著利用品質特性製程能力分析圖(MPCA)來驗證產品之多品質製程能力依該雙色柄，達到顧客要求的水準規格。五個點皆落點皆落在Cpk＝1.61等高線的下方，且位於製程偏移管制界限準確度區間內，表示對於這五個品質特性而言，其製程能力足夠，並達到6σ的水準。

Important for manufacturing injection molding production process, with a large amount of manufacturing, low cost and rapid production of the advantages of the extremely wide application. Plastic injection molding is the most commonly used molding technology. In conducting plastic injection molding, plastic parts in order to obtain the best quality addition to Leung good mold design, still need to consider the appropriate processing parameters; traditional systems rely on its experienced technical staff, the future using trial and error method parameters to find a better combination, but this approach usually entail a large amount of time and money.
Injection molding is hot and molten plastic polymer materials, high-speed high pressure force into the mold cavity filling, using the geometric shape of the cavity in the plastic flow limit the scope, such as its replication and after cooling the mold cavity space the same product can be complex 3D shape of parts forming one, and the cycle time is short, easy to automate. Injection molding is mainly filled (Filling), packing (Packing), the cooling (Cooling) and stripping (Demold) composed of four flow, a cyclical recovery week and the beginning of the production process, and is a non-steady state cycle process.
The purpose of this study is to explore the development of new products, plastics, injection molding of the problems often encountered, such as filling enough, warpage, dimensional instability and the combination of line and so on, consider the mold flow characteristics, to optimize the shape and parameters of the problem analysis and improvement. In this study, plastic injection molding industry in the experimental combination of process parameters optimization. Application of Taguchi method of experiment, we use Six Sigma project approach using SIPOC map and fish bone diagram, identify the key factors and standards, identify the two-color plastic shrinkage rate to optimize process parameters. We will address the case's plastic injection molding process parameters on the experimental design, and all process parameters, the selected control factor of four experiments, respectively, injection pressure, packing time, packing pressure and cooling time, the use of Taguchi orthogonal table L9 orthogonal array was planning to conduct experiments. The group collected data on the original plant, and actual knowledge that production problems may occur when using the Taguchi method, hoping to find the best size product accuracy and reduced the defect rate of products produced thereby reducing scrap costs. Experimental study on the analysis of the results, hoping to provide a better reference for the study and recommendations.

目 錄
中文摘要 i
英文摘要 iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 xi
第一章、緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究範圍與限制 3
1.4 研究流程 3
第二章、文獻探討 5
2.1六標準差 5
2.2六標準差發展歷程與沿革 5
2.2.1實施6σ的現況： 7
2.2.2如何推展6σ： 8
2.2.3六標準差管理手法 9
2.2.4六標準差改善手法相關文獻 11
2.3 製程能力 12
2.3.1製程能力分析的意義及功能 12
2.3.2自然公差與規格公差 13
2.3.3製程能力指標 16
2.4 田口品質工程 19
2.4.1 損失函數 20
2.4.2 田口品質S/N比(signal to noise ratio) 24
2.4.3 直交表 26
2.4.4 品質特性值的種類 29
2.4.5 變異數分析 30
2.4.6 田口方法相關文獻 30
2.5射出成形簡介 32
2.5.1射出成形原理與流程 34
2.6射出成型品之材料 38
2.6.1結晶 38
2.6.2非結晶 39
2.6.3塑料結晶性的物性差異 40
2.7射出成形品質 40
2.8射出零件的精度誤差 42
2.8.1收縮 42
2.8.2翹曲 42
2.9模具溫度對品質的影響 44
2.9.1模溫高低對品質的影響 44
2.9.2冷卻時間長短對品質的影響 45
2.9.3溫度控制系統的配置 45
2.10 多品質特性製程能力 46
2.10.1田口實驗設計在多重品質特性製程最佳化之應用 47
2.10.2其它方法在多重品質特性製程最佳化之應用 48
2.10.3多品質水準 50
2.10.4最小製程能力指標 50
2.11 多品質製程能力分析圖 51
第三章、研究方法 53
3.1 界定問題(Define) 54
3.2 現況衡量(Measurement) 54
3.2.1選擇CTQ 特性 55
3.2.2數據的收集 55
3.2.3驗證量測系統 56
3.2.4製程能力分析 58
3.3分析(Analyze) 58
3.3.1田口應用分析 58
3.3.2變異數分析 59
3.4 實驗改善(Improve) 60
3.5 控制(control) 62
3.6 多品質製程能力分析 62
第四章、實證分析 66
4.1界定問題(Define) 66
4.1.1 SIPOC的應用 66
4.1.2 加工流程 67
4.1.3 目的特性 69
4.1.4 實驗設備與材料 69
4.2 現況衡量(Measurement) 70
4.2.1 Gage R&R(量測設備能力分析) 70
4.2.2 Gage R&R之變異數分析 72
4.2.3 現況製程能力分析 72
4.3資料分析(Analyze) 73
4.3.1 因子分析 73
4.3.2 實驗因子與水準的選取 75
4.4實驗改善(Improve) 76
4.4.1 決定實驗方法與因子配置 76
4.4.2 訊號雜音比(S/N)分析 77
4.4.3 變異數分析(ANOVA) 79
4.4.4 最適條件的推定 79
4.4.5 確認實驗 80
4.4.6 製程能力計算 81
4.5多品質特性製程能力分析 81
4.5.1 小結 86
第五章、結果與建議 88
5.1結論 88
5.2 建議 90
參考文獻 91
中文文獻： 91
英文文獻： 95
附錄一、產品規格圖 附錄1-1
附錄二、量測設備 附錄2-1
附錄三、機台特性表 附錄3-1
附件四、多品質特性製程能力檢測特性圖 附錄4-1
附件五、不良品照片 附錄5-1
附件六、PP、PE材料的成型不良原因與對策 附錄6-1
附錄七、自傳個人簡歷 附錄7-1


表目錄
表 1 99% 信賴度所造成的威脅(美國) 7
表 2 六標準差相關文獻 11
表 3 製程能力分析資訊功能表 13
表 4 製程準確度能力指標Ca值的等級與改進措施 17
表 5 製程精密度能力指標Cp值的等級與改進措施 18
表 6 製程能力綜合指標Cpk的等級與改進措施 19
表 7 品質特性種類 26
表 8 直交表 29
表 9 田口法之相關研究 31
表 10 塑料結晶性的物性差異 40
表 11 主要不良成形及其原因 41
表 12 平均數－全距樣本資料表 47
表 13 標準差與Cpk製程水準對照表 50
表 14 製程偏移管制與改善建議表 50
表 15 品質特性個數與最小製程能力對照表 51
表 16 Gage R&R分析表 57
表 17 變異數分析摘要表 59
表 18 改善製程整合表 62
表 19 品質特性個數與最小製程能力對照表 64
表 20 雙色膠把加工SIPOC圖 67
表 21 量測系統評定水準 71
表 22 產品數據表 71
表 23 量測數據表 71
表 24 Gage R&R變異數分析表 72
表 25 現況數據 72
表 26 影響因素分析表 75
表 27 控制因子與水準 76
表 28 直交表L9(34)因子水準 76
表 29 L9(34)直交表實驗回應值與SN比 77
表 30 各因子水準的平均SN比 78
表 31 SN比變異數分析表(*表具有顯著影響的因子) 79
表 32 確認實驗回應值及SN比 80
表 33 品質特性表 82
表 34 X軸外型長度尺寸數據表 82
表 35 Z軸外型厚度尺寸數據表 83
表 36 Y外型寬度尺寸數據表 84
表 37 方孔心軸尺寸數據表 84
表 38 圓孔心軸尺寸數據表 85

圖目錄
圖 1 研究架構圖 4
圖 2 每100 萬次的不良發生數(以偏移1.5Σ情況計算) 6
圖 3 六標準差管理手法標準執行順序流程圖 9
圖 4 自然公差與規格公差示意圖，6Σ<(USL-LSL) 14
圖 5 自然公差與規格公差示意圖，6Σ=(USL-LSL) 15
圖 6 自然公差與規格公差示意圖，6Σ>(USL-LSL) 15
圖 7 田口品質工程之三階段流程圖 20
圖 8 望目特性的損失函數圖形 23
圖 9 望小特性的損失函數圖形 23
圖 10 望大特性的損失函數圖形 24
圖 11 射出成形機外部構造 33
圖 12 射出成形機內部構造 34
圖 13 射出成形機成形流程圖 37
圖 14 不定形與結晶性高分子之PVT 曲線 38
圖 15 結晶高分子加熱、冷卻的微結構變化 39
圖 16 半結晶高分子加熱、冷卻的微結構變化 39
圖 17 非結晶高分子加熱、冷卻的微結構變化 39
圖 18 一平衡冷卻之伸張應力及壓縮應力厚度方向對稱 43
圖 19 一平衡冷卻之伸張應力及壓縮應力厚度方向不對稱 44
圖 20 製程能力分析圖(MPCA) 52
圖 21 研究流程圖 53
圖 22 多品質特性Cpk製程能力分析圖 65
圖 23 雙色膠把加工流程圖 68
圖 24 實驗設備 69
圖 25 量測設備 70
圖 26 現況製程能力計算結果圖 73
圖 27 魚骨圖分析 74
圖 28 主效果圖 78
圖 29 改善後製程能力計算結果圖 81
圖 30 X軸外型長度尺寸圖 83
圖 31 Z軸外型厚度尺寸圖 83
圖 32 Y外型寬度尺寸圖 84
圖 33 方孔心軸尺寸圖 85
圖 34 圓孔心軸尺寸圖 85
圖35 雙色膠把多品質特性製程能力分析圖 86

中文文獻：
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