本文以電子辭典電池殼射出成型之翹曲與製程改善為出發點，主要為將現行市面上使用的金屬嵌入式射出成型的電子辭典之鋰電池殼，更改為高速射出成型的塑膠薄殼電池殼，成品厚度僅0.2mm，其流動長度與厚度比(L/T)高達338。第一部份先以MoldFlow模流分析軟體，得到最佳的進澆位置與數目。第二部份為使用ABS與PC+ABS兩種材料應用於薄殼電池殼之成型操作視窗實驗。第三部份以ABS與PC+ABS兩種材料透過田口法分析最佳之翹曲度及影響翹曲度之製程參數，並小量試產一批作為最佳化組合之確認驗證。第四部份以ABS與PC+ABS兩種材料於薄殼電池殼充填成型短射實驗，來比較不同材料其融膠充填流動行為是否與模擬相似，並另外以三維模流分析軟體，模擬0.2mm、0.5mm、1mm三種厚度的電池殼流動波前行為之差異性。最後再以應力偏光儀與SEM掃描式電子顯微鏡來觀察成型品的應力分佈與分子流向情形。
實驗結果顯示，ABS的成型操作視窗略大於PC+ABS，透過變異數分析發現影響翹曲度之最重要製程參數為融膠溫度；在低融膠溫度、高射出速度與高保壓壓力時成品有較佳的翹曲度。經短射實驗發現模擬分析與實際成型，其流動波前非常相似，並發現厚度0.2mm時有遲滯現象與賽馬場效應。
透過本文研究成果，薄殼電池殼生產成本大幅降低，有助於提升產業界的競爭能力。

This study aims to improve the manufacturing process and warpage of the electronic dictionary battery cover in thin wall injection molding. The major technique is to replace the mainstream electronic dictionary battery cover made in insert molding with the thin wall electronic dictionary battery cover made in high-speed injection molding. The later has merely 0.2 mm in thickness, and its ratio of flowing length and thickness(L/T) can reach 338. The first step is MoldFlow numerical simulation to retrieve the data of best gate position and the sum. The second step is the molding window of applying ABS and PC+ABS respectively in molding the thin wall electronic dictionary battery cover. The third step is analyzing the best warpage and the influential parameters through applying ABS and PC+ABS respectively in Taguchi Method, and using some production to test and verify the best composition. The fourth step is applying ABS and PC+ABS respectively in short shots experiment of molding the thin wall electronic dictionary battery cover to compare the melt front of ABS and PC+ABS with the predictions of simulation; through 3D numerical simulation, in addition, simulating the variations of melt front of battery cover in three kinds of thickness: 0.2 mm, 0.5 mm, and 1 mm. The final step is utilizing stress viewer and SEM to observe the stress distributions and polymer orientation of part.
The results of the experiments show that the molding window of ABS is larger than the molding window of PC+ABS, and that, via ANOVA analysis, detected the most important manufacture parameter are low melt temperature and high injection speed and high packing pressure which can ensure better warpage. The short shots experiment prove that the simulation and actual shaping have similar melt front, and that 0.2 mm product has hysteresis effect and race effect.
After the enhancement, the production coasts of the thin wall electronic dictionary battery cover can largely lower, which can, on the contrary, largely raise the competition of the companies in this industrial circles.

中文摘要……………………………………………………………………………… i
英文摘要……………………………………………………………………………… ii
致謝……………………………………………………………………………………iv
目錄……………………………………………………………………………………v
表目錄…………………………………………………………………………………ix
圖目錄…………………………………………………………………………………xi
第一章 導論………………………………………………………………………1
1.1 前言……………………………………………………………………………1
1.2 射出成型…………………………………………………………………3
1.3 精密射出成型…………………………………………………………………4
1.3.1 精密射出成型的定義…………………………………………………4
1.3.2 精密射出成型的必要條件……………………………………………4
1.4 薄殼成型與問題點……………………………………………………………6
1.5 本文架構………………………………………………………………………7
第二章 研究背景與文獻回顧…………………………………………………9
2.1 研究動機與目的…………………………………………………………9
2.1.1 鋰電池構成單元………………………………………………………9
2.2 文獻回顧……………………………………………………………………11
2.2.1 薄殼射出成型……………………………………………………11
2.2.2 射出成型機…………………………………………………………13
2.2.3 薄殼射出成型模具…………………………………………………13
2.2.4 製程參數對產品翹曲變形影響……………………………………14
2.2.5 模流分析……………………………………………………………15
第三章 理論模式…………………………………………………………………17
3.1 實驗計劃法…………………………………………………………………17
3.1.1 田口式實驗設計……………………………………………………17
3.1.2 實驗設計的實施步驟………………………………………………17
3.1.3 計量特性值的S/N比………………………………………………18
3.1.3.1 望小特性之S/N比………………………………………18
3.1.3.2 望大特性之S/N比…………………………………………19
3.1.3.3 望目特性之S/N比…………………………………………19
3.1.4 實驗因子之配置……………………………………………………20
3.1.4.1 使用直交表的目的…………………………………………20
3.1.5 變異數分析…………………………………………………………21
3.1.5.1 S/N比的變異數分析………………………………………21
3.2 3-D model 數學模式…………………………………………………………22
第四章 實驗設備與實驗方法……………………………………………25
4.1 實驗設備…………………………………………………………25
4.1.1 射出成型機…………………………………………………………25
4.1.2 模溫機………………………………………………………………25
4.1.3 烘料機………………………………………………………………25
4.1.4 三次元雷射掃描儀…………………………………………………26
4.1.5 SEM電子顯微鏡 …………………………………………………26
4.1.6 實驗品包裝…………………………………………………………26
4.1.7 模具…………………………………………………………………26
4.1.8 應力偏光儀…………………………………………………………27
4.2 成型材料…………………………………………………………………‥34
4.2.1 ABS…………………………………………………………‥34
4.2.2 PC+ABS…………………………………………………………‥34
4.3 實驗方法……………………………………………………………………36
4.3.1 電腦模擬不同進澆點數目之選取…………………………………36
4.3.2 成型視窗實驗………………………………………………………36
4.3.3 薄殼成型實驗計劃法………………………………………………37
4.3.4 電池殼翹曲度量測…………………………………………………38
4.3.5 電池殼短射實驗……………………………………………………38
4.3.6 應力光彈量測實驗…………………………………………………38
4.3.7 電池殼於SEM分子流向觀察 ……………………………………39
第五章 結果與討論………………………………………………………………44
5.1 電腦模擬不同進澆點數目之選取…………………………………44
5.1.1 電子辭典之電池殼模具 ……………………………………………45
5.2 成型視窗實驗探討………………………………………………………52
5.3 薄殼成型實驗計畫法探討…………………………………………………55
5.3.1 最佳化驗證實驗…………………………………………………56
5.3.2 製程參數對薄殼充填翹曲的影響…………………………………57
5.3.2.1 模具溫度對翹曲與充填品質的影響………………………57
5.3.2.2 融膠溫度對翹曲與充填品質的影響………………………58
5.3.2.3 充填速度對翹曲與充填品質的影響………………………58
5.3.2.4 保壓壓力對翹曲與充填品質的影響………………………59
5.4 短射實驗結果探討…………………………………………………………67
5.4.1 不同材料之實驗與模擬短射比較…………………………………67
5.4.1.1 賽馬場效應探討……………………………………………67
5.4.1.2 遲滯效應探討……………………………………………68
5.4.2 不同厚度之模擬短射比較…………………………………………68
5.5 應力光彈量測實驗探討……………………………………………………74
5.5.1 ABS材料應力分佈…………………………………………………74
5.5.2 PC+ABS材料應力分佈……………………………………………75
5.6 運用SEM觀察分子流向……………………………………………80
5.7 應用實例改善成果…………………………………………………………82
第六章 結論與未來展望…………………………………………………………83
6.1 結論……………………………………………………………………………83
6.2 未來研究發展方向……………………………………………………………84
參考文獻……………………………………………………………………………85
附錄A 成本分析表……………………………………………………………………88
符號說明 ……………………………………………………………………………89
作者簡介……………………………………………………………………………91

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