跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(3.229.142.104) 您好!臺灣時間:2021/07/27 02:51
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:葉映志
研究生(外文):Ying-Chih Yeh
論文名稱:雙色射出成型材料結合性與機械性質之研究
論文名稱(外文):Study on Mechanical Properties of Two-shot Injection Molded Parts
指導教授:黃世欣黃世欣引用關係
指導教授(外文):Shyh-Shin Hwang
學位類別:碩士
校院名稱:清雲科技大學
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:153
中文關鍵詞:雙色射出成型結合熔膠沖刷抗拉強度玻璃纖維排向田口最佳化設計
外文關鍵詞:OvermoldingBondingMelt washoutTwo-shotABSPCTPUPPHDPE
相關次數:
  • 被引用被引用:5
  • 點閱點閱:2052
  • 評分評分:
  • 下載下載:248
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本文的主要目的在於將雙色射出製程技術應用於不同熱塑性塑膠材料的結合,使用同為非結晶材料的PC與ABS結合以及ABS與彈性體TPU結合和半結晶材料HDPE與PP結合及添加玻璃纖維材料PP(20%GF)與HDPE(20%GF)結合、PC(30%GF)與ABS(20%GF)結合為實驗設計及材料。以兩種不同的結合方式以及各兩種厚度,上下結合(3mm、2mm)、對沖結合(1.5mm、1mm)先由一次一因子實驗法分析結果,探討不同製程參數對於抗拉強度之影響與PC/ABS兩材料溫度高低差所造成的熔膠沖刷效應以及添加玻璃纖維材料其結合試片抗拉強度與玻璃纖維排向做進一步的探討,最後再以業界使用最為廣泛之軟材包覆硬材ABS/TPU經由田口式實驗規劃法獲得相關製程參數的影響性。
經一次一因子實驗法結果顯示各材料之上下、對沖結合方式抗拉強度隨著熔膠溫度、射出速度、模具溫度、保壓壓力、轉盤轉速提高有增加的趨勢,而在PC/ABS上下結合試片的熔膠沖刷效應亦隨著熔膠溫度提高越見明顯。而在ABS/TPU上下結合田口式實驗方面,與溫度有關的製程參數是影響抗拉強度最重要的因子,結果得到以最高的熔膠溫度、模具溫度以及螺桿轉速可得到最好的抗拉強度。最後在玻璃纖維排向觀察方面,得到玻璃纖維排向隨著射出速度的增加其排向與熔膠流動波前方向越一致,此結果與抗拉強度隨著射出速度提高而增加可相互驗證。此外亦觀察到非結晶性ABS/PC兩材料有極佳的結合性而結晶性HDPE/PP因收縮率大故結合性則不佳。
Two-shot injection molding (overmolding) is becoming popular due to the demand of multi-colored parts. However, a related study of two-shot molding is rare. This study investigates the effect of process conditions on the tensile strength of two-shot injection-molded parts. The materials used were amorphous materials of polycarbonate (PC), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), and thermoplastic polyurethane (TPU); and semi-crystalline materials of polypropylene (PP) and high-density polyethylene (HDPE). Glass fiber-filled materials of PC, ABS, PP, and HDPE were studied as well. The ASTM standard’s tensile test sample was used in this mechanical property study. These two materials are injected in two ways: one is overlapped and another is butt-welded. However, two different thicknesses of tensile samples are used, 2 and 3 mm for overlapped samples and 1 and 1.5 mm for butt-welded samples.
A melt washout phenomenon on the gate area is observed due to the huge melt temperature difference of PC and ABS. The results show that as the melt temperature, injection speed, mold temperature, packing pressure, and speed of the rotating plate increase; the tensile strength is increases. The Taguchi method is used to study the most influential factor in the mechanical properties of the two-shot injection molded parts. The results show that melt temperature, mold temperature, and speed of the screw are the most significant factors. The bonding strength of PC/ABS is larger than that of HDPE/PP due to a higher shrinkage rate of the semi-crystalline material.
目錄
中文摘要………………………………………………………………………………………..i
英文摘要………………………………………………………………………………………ii
誌謝…………………………………………………………………………………………...iii
目錄…………………………………………………………………………………................iv
表目錄………………………………………………………………………………………..vii
圖目錄…………………………………………………………………………………………ix
第一章 緒論…………………………………………………………………………………...1
1.1高分子材料概論……………………………………………………………………...2
1.2高分子複合材料……………………………………………………………………...8
1.3傳統射出成型……………………………………………………………………….10
1.4多色(料)射出成型…………………………………………………………………...12
1.4.1雙料共射射出成型…………………………………………………………..13
1.4.2 間歇射出成型……………………………………………………………….13
1.4.3 三明治射出成型…………………………………………………………….13
1.5 雙色射出成型……………………………………………………………................14
1.5.1雙色射出成型機與一般標準射出機之差別………………………………..15
1.5.2雙色射出現行技術…………………………………………………………..15
1.5.3 雙色射出產品之優點……………………………………………………….16
1.5.4雙色射出產品之缺點………………………………………………………..16
1.5.6 雙色產品適用範圍………………………………………………………….16
1.6研究動機與目的…………………………………………………………………….17
1.7本文架構…………………………………………………………………………….18
第二章 文獻探討…………………………………………………………………………….30
2.1 雙色射出成型研究概論…………………………………………………................30
2.2 縫合線(液-液界面結合)文獻回顧………………………………………………..30
2.2.1 縫合線(液-液界面結合)理論研究………………………………………….30
2.3 分子擴散理論文獻回顧…………………………………………………................32
2.3.1 分子擴散理論研究………………………………………………………….32
2.4 同質材料固液界面結合文獻回顧………………………………………................32
2.4.1 同質材料固液界面結合強度研究………………………………………….33
2.5 異質材料固液界面結合文獻回顧………………………………………................34
2.5.1 異質材料固液界面結合強度研究………………………………………….34
第三章 田口最佳化設計…………………………………………………………………….36
3.1 田口式實驗法……………………………………………………………................36
3.1.1 品質特性…………………………………………………………………….36
3.1.2 穩健設計…………………………………………………………………….37
3.1.3 參數設計的步驟…………………………………………………………….38
3.2 ANOVA變異數分析………………………………………………………………..39
第四章 實驗方法…………………………………………………………………………….41
4.1實驗設計………………………………………………………………….................41
4.2實驗目的…………………………………………………………………………….42
4.3實驗材料…………………………………………………………………………….43
4.4實驗參數規劃……………………………………………………………………….44
4.5實驗儀器設備……………………………………………………………………….44
4.6機械性質測試……………………………………………………………................45
4.6.1 拉伸試驗…………………………………………………………………….45
4.7 微結構觀察………………………………………………………………………...46
4.7.1 熔膠沖刷效應……………………………………………………………….46
4.7.2 玻離纖維排向觀察………………………………………………………….46
第五章 結果與討論………………………………………………………………………….62
5.1機械性質探討……………………………………………………………………..62
5.1.1製程條件對拉伸試片的抗拉強度影響之探討…………………………..62
5.2 雙色結合試片微結構之探討……………………………….……………………...67
5.2.1 ABS/PC上下結合試片熔膠沖刷效應………………………………………67
5.2.2 ABS/PC、HDPE/PP添加玻離纖維結合試片之纖維排向觀察…………..68
5.2.2.1 ABS(20%GF)/PC(30%GF)上下結合之纖維排向觀察…………….68
5.2.2.2 ABS(20%GF)/PC(30%GF)對沖結合之纖維排向觀察…………….69
5.2.2.3 HDPE(20%GF)/PP(20%GF)上下結合之纖維排向觀察…………..70
5.2.2.4 HDPE(20%GF)/PP(20%GF)對沖結合之纖維排向觀察…………..71
5.3 田口最佳化實驗結果……………………………………………………................72
5.3.1 田口式實驗規劃…………………………………………………………….72
5.3.2 田口最佳化實驗之ABS/TPU上下結合實驗結果………………………...74
第六章 結論………………………………………………………………………………...147
6.1 本研究之結論……………………………………………………………………..147
參考文獻…………………………………………………………………………………….150
參考文獻

1.歐陽渭城編著,射出成型模具手冊。全華科技圖書有限公司,台灣,民國七十九年。
2.張榮語,射出成型模具設計-材料特性,高立圖書,臺北市,民國八十四年。
3.劉士榮,塑膠加工學,滄海書局出版,台北,民國八十八年。
4.劉士榮編著,高分子流變學,洪秀婉出版,台北,民國八十四年。
5.AC Technology, “C-MOLD Injection/Compression User’s Guide”AC Technology Ithaca New York, U.S.A。
6.林偉華,「熱可塑性彈性體(TPE)的最新技術動向」,塑膠資訊,第四十二期,1-13頁,民國八十九年。
7.馬振基,高分子複合材料,正中書局出版,台北,民國八十四年。
8.田建志,「超臨界流體微細發泡射出成型ABS材料之研究」,清雲科技大學,碩士論文,民國九十四年。
9.張榮語編著,射出成型模具設計-模具設計,初版,高立圖書有限公司,台北,民國八十四年。
10.Gilmore, G. d. and Spencer, R. S., ”Photographic Study of the Polymer Cycle in Injection Molding, ”Modern Plastic, April 1951。
11. Bell, R.G. and Cook, C. D., ”Microtoming: An Emerging Tool for Analyzing
Polymer Structure”, Plastic Engineering, Vol.8, pp.18-22(1979)。
12.Criens, R. M. and Mosle, H.G., ”The Influence of Knit-Lines on the Tensile
Properties of Injection Molded Parts”, Plastic Engineering and Science,
Vol.23, No.10, pp.591-596(July1983)。
13. Mavridis, H., Hrymak, A.N. and Vlachopoulos, J., ”Finite Element Simulation
of Fountain Flow in Injection Molding , ”AICHE, Vol.8, pp.181-185(1988)。
14.Hagerman, E.M., ”Weld-line Fracture in Molded Parts”, Plastic Engineering, Vol.29, No.10, pp.67-69(1973)。
15.Kwei, K.H., Malone, M.F., and Winter, H.H., ”Simulation of Welding Flow in a Slit, Part I: kinematics, ”Polymer Engineering and, Science, Vol.26 No.14, pp. 1012-1019(1986)。
16.Mckelvey, J. M. and Strome, T.H., ”Sealability of Polystyrene Filims, ”Plastic Engineering, pp.107-109, June(1959)。
17.S.C.Malguarnera and A.Manisali, ”The Effect of Processing Parameters on the Tensile Properties of Weld-lines in Injection Molded Thermoplastics, ” Polymer Engineering and, Science, Vol.21, pp. 586-593(1981)。
18.M.M.Hall, D.I.James and K.M.Watkinson, SPE ANTEC Technical Paper, Vol. 24, pp. 269(1978)。
19.J.F. Agassant, P. Avenas and J.P. Sergent, ”Heat Transfer Problems Related to the Use of Polymers, ” Revue Generale de Thermique, Vol.24,pp.221-228(1985)。
20.H. Mavridis, A.N. Hrymak and J. Vlachopoulos, ”Finite Element Simulation of Fountain Flow in Injection Molding,” AICHE, Vol. 8,pp.181-185(1985)。
21.W.Michaeli and S.Galuschka, ”New Developments in the Simulation of Injection Molding and Special Processes,” ANTEC,pp.565-570(1994)。
22.G.Titomanlio, S.Piccarolo and A.Rallis, ”Knit Lines Structure in Injection Molding of Nylon 6:Relation to First Solidified Sample Cross Section,” Polymer Engineering and, Science, Vol.29, No. 4, pp. 209-213(1989)。
23.P.G. de Gennes, ”Reptation of a Polymer Chain in the Presence of Fixed Obstacles,”Journal of Chemical Physics, Vol. 55, No.2, pp.572-579 (1972)。
24.Kwei, K.H., Malone, M.F., and Winter, H.H., ”Simulation of Welding Flow in a Slit, Part I: kinematics, ”Polymer Engineering and Science, Vol.26, No.14, pp. 1012-1019(1986)。
25.H.H.Kausch and J.G.Williams, ”Fracture Mechanics Studies of Crack Healing and Welding of Polymers, ”Journal of Materials Science,Vol.16, No.1,pp.204-210(1981)。
26.S.G. Kim and N.P Suh, ”Performance Prediction of Weldline in Amorphous Polymers, ” Polymer Engineering and Science,Vol.26, No.1,pp.1200-1206(1986)。
27.C.Murat and P.Onder, ”Healing and Interdiffusion Processes at Particles-Particle Junction during Formation from High-T Latex Particles, ” Polymer,Vol.36, No.10,pp.2025-2031(1995)。
28.黃登淵,李輝煌,黃聖杰,楊秉茂”PMMA 壓克力材料兩階段射出成型界面結合強度與破裂之研究”,高雄科學技術學院學報,第27期,PP.113-130(1997年12月)。
29.黃登淵,李輝煌,黃聖杰,”不同材料兩階段射出成型固液界面結合強度之探討”,第一屆高雄五校技職學術論文研討會論文集,PP.439-444(1997年6月)。
30.黃登淵,李輝煌,黃聖杰,林秋吉,”聚本乙烯材料兩階段射出成型固液界面結合強度理論預估與實驗探討”,技術學刊Vol.14,No.1,pp49~54,(1999)。
31.D.Y.Huang and R.S.Chen, ”Weldline Strengths of Injection Molded PS/PE(80/20) Blend ,”Polymer International, (submitted on 1999/2/10)。
32.黃登淵,”熔膠流動方向對兩階段射出成型固液界面結合強度的影響”,88教育部製造科技論文研討會(2000) 。
33.P. Sandip, M.Chetan and G.Qing, ” Analysis of Adhesive Properties of Different Engineering Thermoplastics to Elastomers by A Two-shot Injection Molding Process,” ANTEC。
34.蔡純仁,TPE與PS兩階段射出成型界面結合之研究,國立成功大學,碩士論文,民國八十九年。
35.P. Jeffrey and Z.Kristin, ” Warpage Study on Two-shot Injection Molding, ” ANTEC, pp.3782-3786 (2005)。
36.李輝煌,田口方法品質設計的原理與實務,高立圖書公司,台北,民國九十一年。
37.Von Menges, Georg/Mohren, How to Make Injection Molds, Hanser Fachbuchverlag, 2001. 。
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top