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研究生:楊昌堯
研究生(外文):Chang-Yao Yang
論文名稱:氣體輔助射出成型熔合線之研究
論文名稱(外文):An Experimental Study of the Weldline Caused by the Flow-lead Effect in Gas Assisted Injection Molded Parts
指導教授:劉士榮劉士榮引用關係
指導教授(外文):Shih-Jung Liu
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:130
中文關鍵詞:氣體輔助射出成型熔合線田口氏實驗
外文關鍵詞:Gas assisted injection moldingWeldlineflow-lead effectTaguchi method
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本研究藉由工業界在氣體輔助射出成型中所遭遇到之熔合線(Weldline)現象,此類問題將會造成產品表面有視覺缺陷,嚴重影響美感,使成品難以商業化。
為了能有系統的進行熔合線現象研究,且針對問題來觀察瞭解其可能發生之原因,根據這些射出件所獲得整合性的結果,設計一組實驗模具及實驗方法,利用不同材料來觀察熔合線的表相,經由田口氏實驗、單一製程參數實驗、表面粗度儀及SEM顯微觀察分析,並且改變加工參數(如:射膠溫度、模具溫度、射膠速度、射膠壓力、短射體積、氣體壓力、氣體進氣延遲時間等參數),探討各個製程參數對熔合線現象的影響。研究的結果將對氣體輔助射出成型所產生的熔合線現象有更深的瞭解,並對工業界提出有效的解決方案與對策。
實驗結果發現熔合線現象隨著模具設計之限制,而導致流動波前方向及速度不一而發生此現象。因此我們提出了在不改變模具設計之前提之下,利用加工參數的調整,如:增加射膠溫度、提高模具溫度、增加融膠短射量等,使熔合線現象所產生之凹痕深度降到最低,以達到成品在美觀及強度上之最佳化。
Gas assisted injection molding has become one of the most important methods for the manufacture of plastic products. However, there are several unsolved problems that confound the overall success of this technique. Weldline caused by the flow-lead effect of the polymer melt is one of them. In this report, an L’18 orthogonal array design based on the Taguchi method was conducted to investigate the flow-lead induced weldlines of gas assisted injection molded parts. A plate cavity with a gas channel on the side was used for molding. Experiments were carried out on an 80-ton reciprocating injection molding machine equipped with a high-pressure gas injection unit. After molding, the depth of the weldline was measured. For the factors selected in the main experiments, melt injection temperature and mold temperature were found to be the principal factors affecting the weldline depth of gas assisted injection-molded parts. Experimental investigation of a gas assisted injection molding problem can help in better understanding the weldlines caused by flow-lead effects, so that steps can be taken to optimize the surface quality of molded parts.
目 錄
授權書………….………………………………………………………iii
致謝…………………………………………………………………...…vi
目錄……………………………………………………………………vii
圖目錄……………………………………………………………………x
表目錄……………………………………………………….………....xiii
第一章導論……………………………………………….…………….1
1.1高分子(塑膠)材料……………………………………………2
1.2 射出成型技術…………………………………………………5
1.3 氣體輔助射出成型………………………………………………9
1.3.1氣體輔助射出成形原理……………………………………9
1.3.2 GAIM成型種類………………………….…………...…12
1.3.3氣體注入位置……………………………………………13
1.3.4氣體輔助射出成型之優點………………………………14
1.3.5氣體輔助射出成形之應用………………………………16
1.4 Meltline現象之問題……………….……………………………18
1.5 研究目標………………………………………………………20
1.6 論文架構………………………………………………………21
第二章 文獻回顧………………………………………………………10
2.1 融合線相關文獻…………………..……………………………22
2.2 氣體輔助射出成型相關文獻………………….…………….…24
第三章 實驗方法與設備………………………………………………27
3.1 問題描述………………………………………………………..27
3.2 實驗設計……………………………………...…………….…28
3.2.1 模具製作………………….……………………………...28
3.2.1.1 模穴設計…………………………….……….…28
3.2.1.2 氣針……………………………………….…….30
3.2.1.3 頂針系統………………………………….…….32
3.2.1.4 冷卻水道………………………………..………33
3.3實驗材料………………………………………………..………..34
3.4實驗設備及規格…………………………………………………36
3.4.1 射出成型機……………………………………..………...36
3.4.2 氣體壓力控制器………………………………………….39
3.4.2.1 成型條件設定………………………………..…40
3.4.3 模溫機…………………………………………….…...….42
3.4.4 烘料機…………………………………………………….43
3.5 實驗架設………………………………………………………43
3.6 實驗步驟………………………………………………………46
3.6.1 整體實驗流程…………………………………………..46
3.6.2 試模結果………………………………………………….47
3.6.3 田口氏實驗……………………………………………..49
3.6.4 單一因素實驗………………………..…………………...55
3.7 Meltline凹痕深度之計量方法……………………………….…56
第四章 結果與討論…………………………………………….60
4.1 Meltline現象觀察………..…………………………………….60
4.2不同氣針與進膠口之相對位置……………………………….61
4.3 田口式實驗結果………………………………………………64
4.3.1 凹痕深度分析………………………………………...66
4.3.2 確認實驗……………………………………………….69
4.4 單一因素實驗結果……………………………………………71
4.5 複合材料之微觀觀察………………………………………….76
4.5.1 PP+30%玻璃纖維………………………………………76
4.5.2 ABS+30%玻璃纖維……….……………………………82
4.6 其它材料之實驗觀察結果…………………………………….85
4.6.1 PP材料………………………………………………….85
4.6.2 ABS材料………………………………………………..86
第五章 結論與未來發展方向…………………..…………………….88
5.1 結論…………………..………………………………………..88
5.2 未來發展方向……………………………………..…………..89
參考文獻………………………………………………………………...90
附錄A 氣體輔助射出成型與傳統射出成型之比較……………….…93
附錄B 田口式實驗設計方法…………………………………………96
附錄C 壓力控制器之迴路控制示意圖…………………………….101
附錄D 英文論文…………………………………………………….103
參考文獻
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