臺灣博碩士論文加值系統

近年來個人電腦蓬勃發展，要求速度越來越快及縮小化的情形下，電腦散熱風扇即扮演相當重要的角色，以避免系統因過熱而損害當機。其次，面對數位時代的來臨，縮短產品開發時程、提升產品品質與降低生產成本，已是現今高產值、高附加價值的產業所引頸期盼。因此，本研究首先藉由電腦散熱風扇專利地圖製作與分析，瞭解技術特徵及專利佈局，以作為擬定電腦散熱風扇技術發展策略的參考。其次，採用正向與逆向工程技術及實驗量測方法，重建電腦散熱風扇葉片三維初始外型，並由CAD/CAM系統轉換成NC碼，以利CNC加工製作而獲取原型件；此外，為了確保實驗的可靠性，以AMCA 210-85規範進行性能測試，以獲取待測風扇之流量、壓力及效率等性能曲線。再者，透過CAE之模流分析軟體及田口實驗法簡化實驗次數，以探討散熱風扇於模具開發設計與塑膠射出成型過程之變化。另外，工業設計師在設計階段多採黑箱設計，易忽略構件關聯、組裝效率及製程的重要因素而較著重於形的發展，為此本文提出一具有元件設計概念的機構元件設計法(MCDM)，並歸納其設計法則，且以實際設計案例作說明，以瞭解此新方法的特性與適用程度。研究顯示：(1)專利地圖製作與分析能有效瞭解電腦散熱風扇目前技術手段與功效。(2)以逆向工程技術應用於電腦散熱風扇設計開發，不但可縮短設計時程，更可減少對於設計者的經驗依賴。(3)於葉輪外圍增設封閉環，實驗結果顯示中段位置封閉之性能優於上段位置，其中流量值相差24.98%，靜壓值相差10.68%。(4)由各因子成型品翹曲影響程度，推論出最佳成型參數組合，獲取成型品的最小翹曲量。(5)透過機構元件設計法，重新設計散熱風扇外殼以獲取新型，同時可防止落入專利侵權，達成有效專利迴避設計。

In recent years, the electronic equipment is continuously developing in shrinking its size and turning high performance. This trend urges the thermal management of electronics device to become gradually important. Furthermore, for the coming age of digital world, the issues such as saving time expenses of product development, raising the quality of product, lower cost of the manufacturing are all seen as the key competitive advantages for most hi- production and hi-plus-extra-value manufacturing industries. Therefore, in this study, we firstly try to understand the technical characteristics and patent layout of computer cooling fan through the design and analysis of its patent map, so that we can establish a technology development strategy for computer cooling fans. Secondly, forward and reverse engineering and experimental measurement are utilized to reconstruction generate the three-dimensional blade for the cooling fan. They can be transformed into NC code by a CAD/CAM system and accelerate the CNC manufacture for a prototype. Besides, to ensure the reliability of experiments, we carry out the performance tests according to the AMCA 210-85 test chamber, and obtain the performance curves of flow rate, static pressure and efficiency for the cooling fan. Furthermore, we try to discuss the transformation of fans during the course from the mould development to the plastic ejection by the CAE analysis software and Taguchi method. Besides, most of the industrial designers base their designs on a black box pattern. Attentions were paid to the development of the appearance, but factors like component relationship, assembly efficiency, and manufacture procedures may be ignored. As a result, we propose a mechanical component design method (MCDM) and list its rules here. It is explained by practical design cases, in order to demonstrate the properties and applicability of the new method. Here are our conclusions: (1) making patent map and analysis on it is a good ways for understand up-to-date technologies and performance of the cooling fans. (2) Reverse engineering can not only accelerate the development, but also reduce the requirement for experiences. (3) A seal ring is added to the vane. It is shown that the seal effect in the medium section is better than that in the upper section. The difference is 24.98% for the flow rate and 10.68% for the static pressure. (4) From the impacts on warp of products, we find out the best parameter combinations and minimum production warp. (5) The shell of cooling fan is redesigned by MCDM, in order to get a new type and avoid patent infringement.

中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 XI
符號說明 XII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 5
1-3 研究架構 6
第二章 文獻回顧 9
2-1 專利資訊與地圖分析 9
2-1.1 專利地圖在科技決策上之應用 9
2-1.2 專利地圖在產學合作研究計畫支援上之應用 10
2-2 逆向工程技術 13
2-3 三次元量測規劃 14
2-4 加工技術 18
2-5 風扇性能測試方法 19
2-6 模流分析 20
第三章 電腦散熱風扇專利地圖分析 23
3-1 專利地圖 23
3-2 專利地圖製作步驟 26
3-3 專利地圖於產品生命週期之關係 27
3-3.1 創新設計 30
3-3.2 改良設計 32
3-3.3 式樣設計 32
3-4 專利地圖檢索策略 33
3-4.1 專利檢索類型 33
3-4.2 專利檢索技巧 35
3-4.3 一般性檢索技巧 36
3-4.4 專利檢索策略 38
3-4.5 專利檢索策略的盲點 39
3-5 專利檢索資料庫 39
3-5.1 美國專利檢索資料庫 39
3-5.2 亞太智慧財產權－中華民國專利公報資料庫 42
3-6 專利說明書 43
3-7 電腦散熱風扇之經營圖分析 46
3-8 電腦散熱風扇之技術圖分析 64
3-8.1 專利摘要表 64
3-8.2 技術/功效圖 69
3-9 小結 73
第四章 逆向工程應用於電腦散熱風扇產品設計與開發 75
4-1 逆向工程技術 75
4-2 掃描點資料處理與CAD曲面建構 76
4-3 逆向工程與產品創新設計 82
4-4 逆向工程設備與操作流程 82
4-4.1 系統介紹 83
4-4.2 雷射掃瞄系統特色 83
4-4.3 應用範圍 85
4-4.4 逆向工程操作流程與步驟 86
4-5 正向設計與設備 90
4-5.1 正向設計流程及步驟 90
4-5.2 正向設計設備 92
4-5.3 原型件加工製造 92
4-5.4 加工刀具模擬 93
4-5.5 電腦散熱風扇之正向設計 93
4-6 小結 97
第五章 電腦散熱風扇性能量測與分析 99
5-1 風扇性能量測原理 99
5-2 風扇性能量測設備與儀器 99
5-2.1 測試平台設備 101
5-2.2 配合儀器與軟體 102
5-2.3 儀器校正 104
5-2.4 系統特色 104
5-3 結果與討論 105
第六章 電腦散熱風扇射出成型模流分析 111
6-1 研究背景 111
6-2 塑膠射出成型理論 112
6-2.1 塑膠流動原理 112
6-2.2 數學模式 113
6-2.3 計算步驟與流程 116
6-3 田口實驗方法 117
6-3.1 田口方法源起與概念 117
6-3.2 田口品質工程學 119
6-3.3 直交表的探討 122
6-4 田口實驗參數設計 124
6-5 電腦散熱風扇模流分析 127
6-5.1 產品說明 127
6-5.2 問題焦點 128
6-5.3 使用材料 128
6-5.4 結果分析 137
第七章 電腦散熱風扇產品創新設計 155
7-1 產品創新設計的定義 155
7-2 應用專利分析解構產品元件與功能 157
7-3 現有創意技法回顧與分析 160
7-4 機構元件設計法(MCDM) 163
7-5 案例設計與分析 169
7-5.1 案例說明與相關專利 170
7-5.2 元件與功能分析 170
7-5.3 創新設計 173
7-5 小結 175
第八章 結論與建議 177
8-1 結論 177
8.2 建議 180
8.3 本研究達成之目標 180
參考文獻 183
附錄一 國際專利分類表(第七版) 193

英文部分
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