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研究生:張宏榮
研究生(外文):Hung-Jung Chang
論文名稱:微射出壓縮成型於背光模組導光板微結構之研究
論文名稱(外文):Study on Micro-Structures of Lightguiding Plate of Back Light Module on Micro Injection-Compression Molding
指導教授:沈永康
指導教授(外文):Yung-Kang Shen
學位類別:碩士
校院名稱:龍華科技大學
系所名稱:機械系碩士班
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:微射出壓縮成型導光板微結構灰關聯分析可拓工程
外文關鍵詞:micro injection-compression moldinglight guiding platemicrostructuregrey relational analysisextenics engineering
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本文以微射出壓縮成型於背光模組的導光板微結構品質影響為研究內容,導光板尺寸以市面數位相機中2吋LCD中導光板為研究出發點,其微結構圓徑為100μm線性擴大至300μm。
本文研究第一部份以一模兩穴針對不同進澆點位置與不同進澆口形式透過田口分析品質最佳平面度與影響平面度之製程參數(射出溫度、模具溫度、第一段射出速度、第二段射出速度、保壓壓力、保壓時間等),最後導入灰關聯分析及可拓工程學驗證其結果。第二部份針對微射出壓縮與微射出成型做一系列品質特性之比較,如平面度、成型性、殘留應力等。第三部份針對導光板微結構之探討,在模仁與成品上的微結構使用單一參數法探討製程參數對導光板均勻性之影響及轉寫性之品質評估,最後以製作出的導光板量測其光學品質。
實驗結果,灰關聯分析與可拓工程學分析均得到楔形導光板最佳進澆位置於側邊厚端處會有較好的平面度。在微射出成型的實驗中影響平面度最重要的製程參數為射出溫度,而微射出壓縮成型的實驗中影響平面度最重要的製程參數為壓縮距離,兩種不同製程以微射出壓縮成型有較好的平面度。微射出成型實驗結果得知,影響微結構高度與圓徑轉寫性最重要的製程參數為模具溫度;微射出壓縮成型實驗中模具溫度為影響微結構高度與圓徑轉寫性的最重要因子,其次為壓縮距離。本研究結果顯示微射出壓縮成型對於均勻度的品質表現優於微射出成型。
本研究綜合結果得知,以微射出成型而言,模具溫度為影響導光板品質最重要製程參數;以微射出壓縮成型而言,壓縮距離為影響導光板品質最重要製程參數。
This thesis studies micro injection-compression molding used in back light module as an influencing factor in the microstructure quality of light guiding plate. The size of light guiding plate is 2-inch LCD of the digital cameras in the market, and the plate’s microstructure circular is extended from 100μm to 300μm with the linear expand method.
The first part of the thesis begins with the two cavities method which is utilized to analyze the best flatness and the process parameters(injection temperature、mold temperature、the first injection speed、the second injection speed、packing pressure、packing time) influencing the flatness of different gate location and different gate shape through the Taguchi’s method, and ends with the tests of the results by substituting the grey relational analysis and the extenics engineering. The second part is a series of quality comparisons between the micro injection-compression molding and micro injection molding, such as flatness, processilty, and residual stress. The third part is a probe in the microstructure of a light guiding plate; the single parameter method is used on the microstructure of the mold insert and the products to learn how the process parameters influence on the light guiding plate’s uniform and to evaluate the quality of replication of microstructure height, and finally the produced light guiding plates are tested for their optic quality.
According to the grey relational analysis and extenics engineering analysis, the experiments show that the best gate location of wedge-shaped plate is the thick edge on the side, which makes better flatness. In the experiment of micro injection molding, the most important process parameter influencing flatness is the injection temperature, while the most important process parameter in the experiment of micro injection-compression molding is the compression distance, and between them the micro injection-compression molding can achieve the better flatness. According to the result of the experiment of micro injection molding, the most important process parameter influencing replication of microstructure height is the mold temperature, and the result of the experiment of micro injection-compression molding shows that the most important factor influencing replication of microstructure height is the mold temperature, and the second important factor is the compression distance. The outcome of the study proves that micro injection-compression molding is better than micro injection molding about the quality of uniform. Based on all these experiments, the conclusion of this thesis is that the mold temperature is the most important process parameter influencing the quality of a light guiding plate in micro injection molding, and the compression distance is the most important process parameter influencing the quality of a light guiding plate in micro injection-compression molding.
中文摘要………‥……………‥………………………………………………i
英文摘要………‥……………‥………………………………………………ii
目錄……‥……………‥………………………………………………………v
表目錄……………………………………………………………………………ix
圖目錄……………………………………………………………………………xi
第一章 導論
1-1 前言………………‥………………………………………1
1-2 背光模組……………………………………………………2
1-3 材料選擇……………………………………………………3
1-4 傳統射出成型…….………………………………………4
1-5 微射出成型定義…….……………………………………4
1-6 射出壓縮成型………………………………………………6
1-6-1 射出壓縮成型之分類……………………………………………8
1-6-2 射出壓縮成型與傳統射出成型之比較…………………………8
1-6-3 射出壓縮成型之優點……………………………………………8
1-7 論文架構……………………………………………………9
1-8 研究動機……………………‥……………………………9
第二章 研究背景與文獻回顧
2-1 射出成型與射出壓縮成型之應用…………………………10
2-2 三維模流分析……………………………………………11
2-3 製程參數對光學元件的品質影響…………………………13
2-3-1翹曲變形及殘留應關係……………………………………13
2-4 微結構成型性之探討……………………………………15
2-5 灰色理論製程最佳化之應用……………………………17
2-6 可拓工程學製程最佳化之應用……………………………18
第三章 理論模式
3-1 模流分析數學模式………………………………………………19
3-2 實驗計劃法………………………………………………………19
3-2-1 田口式實驗設計…………………………………………………19
3-2-2 實驗設計的實施步驟……………………………………………19
3-2-3 計量特性值的S/N比…………………………………………20
3-2-4 實驗因子之配置…………………………………………………21
3-2-5 S/N比的變異數分析…….……………………………………21
3-2-6 品質特性的變異數分析……………………………………………22
3-3 灰色理論………………………………………………………23
3-3-1 灰關聯度的數學基礎………………………………………………23
3-3-2灰關聯係數………………………………………………………24
3-3-3灰關聯度…………………………………………………………25
3-3-4灰關聯序列………………………………………………………26
3-3-5無因次化(即正常化)處理.……………………………………26
3-4 可拓工程學理論……………………………………………………26
3-4-1 物元的定義……………………………………………………………26
3-4-2 可拓域與經典域….…………………………………………………27
3-4-3 關聯函數……………………………………………………………28
3-4-4 距的觀念……………………………………………………………29
3-4-6 優度評價法…………‥………………………………………………29
3-4-7 建立關聯函數…………………………………………………………30
第四章 實驗設備與實驗方法
4-1 概述………………………………………………………………31
4-2 實驗設備與成型材料……………………………………………32
4-2-1 實驗設備……………‥……………………………………………32
4-2-2 成型材料………………………………………………………………36
4-3 澆口型式與進澆口位置之分析…………………………………………36
4-3-1 實驗計劃法……………………………………………………………36
4-3-2 灰色理論與可拓工程學之驗證………………………………………38
4-4 精密射出成型與微射出壓縮成型之實驗…….….……………38
4-4-1 精密射出成型實驗計劃法……………………………………………40
4-4-2 微射出壓縮成型實驗計劃法…………………………………………41
4-4-3 導光板短射實驗………………………………………………………41
4-4-4 微結構之模擬實驗分析………………………………………………42
4-5 導光板品質評估……………………………………………………42
4-5-1 平面度量測……………………………………………………………42
4-5-2 均勻性量測……………………………………………………………43
4-5-3 微結構轉寫性之量測…………………………………………………45
4-6 實驗流程規劃……………………………………………………47
第五章 結果與討論
5-1 澆口型式與進澆口位置之分析結果………………………………48
5-2 精密射出成型實驗之結果………………………………………54
5-2-1 精密射出成型平面度量測結果與探討….…………………………54
5-3 微射出壓縮成型實驗之結果……………………………………60
5-3-1 微射出壓縮成型平面度量測結果與探討……………………………60
5-4 短射實驗之結果…………………………………………………64
5-5 微結構模擬分析結果………………………………………………66
5-5-1 微結構充填模擬分析…………………………………………………68
5-6 微結構轉寫性之量測結果……………………………………………70
5-6-1 精密射出成型於微結構轉寫性之結果……………………………70
5-6-2 微射出壓縮成型於微結構轉寫性之結果……………………………75
5-6-3 流動方向於微結構轉寫性之結果……………………………………80
5-7 光彈量測結果.…………………………………………………84
5-8 均勻性量測結果…………………………………………………86
5-9 製程參數對導光板品質之影響…………………………………102
第六章 結論與未來展望
6-1 結論………………………………………………………………103
6-2 未來研究發展方向與建議………………………………………103
參考文獻.……………………………………………………………106
符號説明.……………………………………………………………110
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