臺灣博碩士論文加值系統

現今產業及經濟的快速發展，造成產品變化快速，因此必須縮短產品生產週期，以因應需求，然而產品的設計經常依靠工程師的經驗，尤其在一模多穴上的流道平衡複雜度，非一般設計工程師能輕易控制的，且許多問題都發生在設計完成後的測試產出階段，造成額外支出並提高成本。近年來電腦輔助分析(Computer Aided Engineering, CAE)發展快速，多數問題都能於分析完成後找出，但CAE與電腦輔助設計(Computer Aided Design, CAD)使用的檔案並不相同，經常需要切換使用兩種不同軟體；因此本研究在CAD軟體下，導入引導流程，以標準化流程引導使用者完成設計，接著以一模多穴流道平衡和流長比等理論公式計算，預估一模多穴時，模仁大小與模穴擺放的位置，並計算流道設計是否符合設計要點，讓經驗不足的使用者在額外參考資訊下，可設計出錯誤較少的模穴位置及流道系統，最後應用CAD/CAE整合系統，在單一CAD軟體操作環境下做分析，使用者閱讀分析報告後，可利用程式直接對尺寸設計，進行對應的修改。由以上幾點，可做到減少設計錯誤、避免初始值錯誤過大的CAE分析，及去除CAD與CAE間，軟體多次的切換與檔案匯出匯入，降低設計及分析的時間與成型測試上的錯誤，達到縮短模穴與流道設計40%以上的時間，及減少模具修改的成本。

With the rapid development of industry and the economy, resulting in product changes quickly. It is necessary to shorten the product life cycle to cope with demands, but the product design rely on the experience of engineers, especially the runner balance complexity in a mold multi-cavities. And many problems would occur in the testing stage, resulting in additional expenses and increase costs. In recent years, Computer Aided Engineering (CAE) develop fast, so most problems can be find after the analysis. But the files of CAE and Computer Aided Design (CAD) are different, users need to switch to use two different software. Therefore this research import the navigating process in CAD software to the standardize process and led the user to complete the design. By the calculations of theoretical formula of multi-cavity mold runner balance and flow length ratio, it would estimate the size of the mold core and the position of cavity with a multi-cavity mold. Also the process would check the runner design meets the design elements, so that inexperienced users can design the more correct cavity location and runner system. Finally using the application of CAD / CAE integration, users can run the analysis in CAD software operating environment. After studying analysis reports, users can directly change the design. From the above study, the process can reduce design errors and to avoid wrong CAE analysis with a too big initial value, also removed the switch between CAD and CAE, in result that reducing the time of design and analysis. This study can shorten the design time of cavity and runner design for more than 40%, and reduce the cost of mold modification.

目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 文獻回顧 1
1-3 動機與目的 2
1-4 本文架構 2
第二章 研究技術與背景 3
2-1 簡介 3
2-2 三層式架構[9] 3
2-3 引導流程架構 4
2-4 二次開發語言 5
第三章 引導流程 7
3-1 簡介 7
3-2 使用者定義特徵（UDF） 7
3-3 參數化設計 9
3-4 流道平衡估算 12
3-4-1 模穴安全距離 12
3-4-2 流道直徑預估 13
3-4-3 水力直徑 13
3-4-4 流長比 14
3-5 為設變而設計（Design for Change, DFC） 15
3-6 流程架構與功能 16
3-6-1 模型前處理 17
3-6-2 模穴位置 18
3-6-3 工件大小 23
3-6-4 流道系統設計 24
3-6-5 流道設計變更 29
3-6-6 流動平衡檢查 30
第四章 結果與討論 32
4-1 簡介 32
4-2 操作比較 32
4-2-1 設計方式 32
4-2-2 變更尺寸 33
4-3 案例展示 35
第五章 結論與未來展望 41
5-1 結論 41
5-2 未來展望 41
參考文獻 42

圖目錄
圖2-1 三層式架構 4
圖2-2 流動平衡設計流程 5
圖2-3 幾何外型計算的函數關係 6
圖3-1 使用者定義特徵(UDF)介面展示 8
圖3-2 傳統繪製方式 8
圖3-3 利用使用者定義特徵(UDF)建立特徵 9
圖3-4 關係式及參數之定義 10
圖3-5 有無參數化之比較 11
圖3-6 安全距離示意圖 12
圖3-7 流長比示意圖 15
圖3-8 產品開發流程 16
圖3-9 設計變更流程 16
圖3-10 流道設計引導流程架構 17
圖3-11 建立專案、備份及更名零件 17
圖3-12 隱藏設計及組裝參照建立 18
圖3-13 自動化組裝及位置變更 18
圖3-14 異形模穴模仁受力平衡 19
圖3-15 異形模穴最小間距 20
圖3-16 異形模穴整理後的數值標示 21
圖3-17 一般多模穴位置計算 22
圖3-18 使用者變更介面 (a)一般模穴、(b)異形模穴 23
圖3-19 模穴大小計算 24
圖3-20 頂部進澆自動化流程圖 25
圖3-21 側邊進澆流程圖 27
圖3-22 使用者定義頁面 (a)連接模穴、(b)連接流道 29
圖3-23 流道尺寸變更 30
圖3-24 特徵亮顯功能 30
圖3-25 流長比檢查顯示之頁面 31
圖4-1 傳統設計方式 33
圖4-2 自動化設計 33
圖4-3 手動設計變更 34
圖4-4 自動化設計變更 34
圖4-5 案例模型 35
圖4-6 模穴設計步驟 36
圖4-7 案例一流道設計步驟 37
圖4-8 案例二流道設計步驟 38
圖4-9 案例一充填時間80%之流動波前 40
圖4-10 案例二充填時間80%之流動波前 40

表目錄
表3-1 安全距離大小 13
表3-2 各材料流道直徑常用之範圍表 13
表3-3 常用流道截面及其等效水力直徑表 14
表3-4 常見塑料最大流長比 15
表3-5 模穴形式的分類表 17
表3-6 異形多模穴位置-一般設計與系統引導設計之比較表 21
表3-7 同形多模穴位置-一般設計與系統引導設計之比較表 22
表3-8 Workpiece大小-一般設計與系統引導設計之比較表 24
表3-9 流道系統分類 25
表3-10 各模穴組裝針點UDF示意表 26
表3-11 頂部進澆-一般設計與系統引導設計之比較表 26
表3-12 側邊進澆建立示意表 28
表3-13 側邊進澆-一般設計與系統引導設計之比較表 28
表4-1 案例一時間比較表 39
表4-2 案例二時間比較表 39

[1]Sadeghi, B. H. M. (2000). A Bp-Neural Network Predictor Model for Plastic Injection Molding Process. Journal of Materials Processing Technology, 103(3), 411-416.
[2]Beaumont, J. P. (2004). Runner and Gating Design Handbook. Hanser, Munich.
[3]Lee, K. S., &; Lin, J. C. (2006). Design of the Runner and Gating System Parameters for a Multi-Cavity Injection Mould Using Fem and Neural Network. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 27(11-12), 1089-1096.
[4]Rosato, D. V., Rosato, D. V., &; Rosato, M. G. (2000). Injection Molding Handbook: Kluwer Academic Publishers.
[5]Irani, R. K., Kim, B. H., &; Dixon, J. R. (1995). Towards Automated Design of the Feed System on Injection Molds by Integrating Cae, Iterative Redesign and Features. Journal of engineering for industry, 117(1), 72-77.
[6]Yoshioka, M., Umeda, Y., Takeda, H., Shimomura, Y., Nomaguchi, Y., &; Tomiyama, T. (2004). Physical Concept Ontology for the Knowledge Intensive Engineering Framework. Advanced Engineering Informatics, 18(2), 95-113.
[7]Deng, Y. M., Britton, G. A., Lam, Y. C., Tor, S. B., &; Ma, Y. S. (2002). Feature-Based Cad-Cae Integration Model for Injection-Moulded Product Design. International Journal of Production Research, 40(15), 3737-3750.
[8]Deng, Y. M., Lam, Y. C., Tor, S. B., &; Britton, G. A. (2002). A Cad-Cae Integrated Injection Molding Design System. Engineering with Computers, 18(1), 80-92.
[9]Jong, W. R., Wu, C. H., &; Li, M. Y. (2011). Web-Based Navigating System for Conceptual Mould Design with Knowledge Management. International Journal of Production Research, 49(2), 553-567.
[10]Griffiths, C. A., Dimov, S. S., &; Brousseau, E. B. (2008). Microinjection Moulding: The Influence of Runner Systems on Flow Behaviour and Melt Fill of Multiple Microcavities. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part B-Journal of Engineering Manufacture, 222(9), 1119-1130.
[11]Lee, C. C., &; Stevenson, J. F. (1999). Optimized Runner Systems for Multicavity Injection Molds. Part I: Runner Sizing. Polymer Engineering &; Science, 39(2), 375-384.
[12]Eckerson, W. W. (1995). Three Tier Client/Server Architectures: Achieving Scalability, Performance, and Efficiency in Client/Server Applications. Open Information Systems, 3(20), 46-50.
[13]Jong, W. R., Wu, C. H., &; Lee, M. Y. (2011). Feature-Based Integration of Conceptual and Detailed Mould Design. International Journal of Production Research, 49(16), 4833-4855.
[14]PTC. (2013). Pro/Engineer Creo 2.0 Pro/Web.Link User''s Guide. USA: Parametric Technology Corporation.