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研究生:張智仁
研究生(外文):Zhi-Zen Chang
論文名稱:模具外掛熱澆道型微射出單元的開發
論文名稱(外文):Development of a Hot Runner Type Micro-Injection Unit
指導教授:黃聖杰黃聖杰引用關係
指導教授(外文):Sheng-Jye Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程學系碩博士班
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:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:微模具微射出
外文關鍵詞:micro injection moldingmicro-mold
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隨著光電ヽ生醫科技的進步,產品力求輕薄短小,因而衍生出次世代產業需求之「微系統技術」。其大量生產仍需靠塑膠射出成型來複製,微射出成形是生產複雜微小塑膠ヽ陶瓷零件最有效率的製造方法之一。
微射出成型與一般傳統射出成型的機器與模具不同。微量射出成型機必須快速ヽ穩定ヽ精密。微量射出成型模具也必須高精度ヽ快速模溫控制ヽ模穴真空等。本計畫主要是針對微量成型中的微量射出單元作深入研究。
微量射出單元是以微射出機射出的第一階段計量單元塑料,再進行第二階段的計量。本計畫中的第二段射出計量單元,主要是以外掛式熱澆道加裝柱塞(plunger),並配合伺服控制系統及控制伺服馬達完成驅動與計量。
為兼顧高模溫與短製程時間的條件,本計劃探討外掛熱澆道的微射出模具製作所需考慮因素,其中包括射出時所需的定量、定速、定溫。本計劃且對微量射出成型模具(微模具),做一全面的考量及與傳統模具做一比較,研究主題包括:
1. 本實驗計劃設計一種外掛熱澆道的微射出單元。
2. 改變熱澆道的設計,重新規劃新的射出單元系統,利用plunger在熱澆道中做一精密的計量計算。
3. 更進一步,利用溫度、壓力、位置感測器在熱澆道中持續保持溫度及壓力的精密控制,並在射出之際利用plunger位置來完成精密計量的工作。
The new demand of miniature machines and apparatus has driven the trend of miniaturization. The miniaturization of components and systems has been progressing rapidly due to the developments in Micro-Electro-Mechanical system (MEMS). Most components for miniaturized systems have been fabricated using silicon, glass or quartz. However, for many applications, these materials and associated fabrication methods are too expensive and complicated. The fabrication technology of micro parts is being extended from MEMS or LIGA to injection molding, and to extend the material for micro parts from silicon or glass to polymer and ceramics.
Micro-injection molding machine is different from traditional injection molding machine. Micro-injection molding machine have to procure some targets, including high speed, stability and precision. High precision, fast mold temperature control, cavity vacuum, are also important for micro-injection molding.
The most important features of a micro-injection unit is metering of thermalplastic material. In this project, hot runner type micro-injection unit with the servo system, including, servo motor and control system will be developed.
The topics of this research include:
1.Design of a hot runner type micro-injection unit.
2.Modification of design of the hot runner type micro-injection unit, to take advantage of a plunger inside the hot runner to make the injection volume precisely.
3.Using the temperature, pressure and position sensors, to keep constant temperature and pressure.
4.The results show that the development of the hot runner type of injection unit has been a success in regulating the injection quantity.
中文摘要 Ⅰ
ABSTRACTⅢ
誌謝 Ⅳ
目錄 V
表目錄 Ⅷ
圖目錄 Ⅹ
第一章 緒論
1-1 前言 1
1-2 微射出成型機與傳統射出成型機之比較3
1-3 研究目的 5
1-4 研究方法 6
1-5 微量射出單元的規格 8
1-6文獻回顧 11
1-6-1 微射出成型機 12
1-6-2 熱澆道系統 15
1-6-3 微射出之熱塑性材料 15
1-6-4 動力驅動與控制系統 16
1-7 本文架構 19
第二章 外掛式熱澆道射出單元之理論與設計
2-1 熱澆道系統 21
2-2 射出單元系統 23
2-3 伺服馬達控制系統 35
第三章 微射出模具設計與製造
3-1 模具設計 42
3-2 微模具製造 48
3-3 微模具組裝與機台配合裝配 53
第四章 控制系統
4-1 儀器配備 59
4-2 運動控制及A/D介面卡規格與性能 60
4-3 LabView簡介 61
4-4 控制流程 63
4-5測試實驗之控制程式 66
第五章 測試結果、討論與展望
5-1 測試結果 71
5-1-1 射出成型參數 71
5-1-2理論與成品之比較 73
5-2 間隙測試實驗 75
5-3 實驗結論 84
5-4 射出成型實驗 85
5-4-1 實驗目的 85
5-4-2 實驗參數 85
5-4-3 實驗結果 86
5-4-4 實驗結論 86
5-5 結果討論 87
5-6 未來展望 90
參考文獻 93
索引(依中文筆劃順序) 96
索引(依英文字母順序) 98
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