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研究生:謝國威
研究生(外文):Kuo-wei Hsieh
論文名稱:光纖套管扣件創新設計之研究
論文名稱(外文):A Study on the Creative Design of Fiber Clips
指導教授:蔡穎堅
指導教授(外文):Ying-Chien Tsai
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:機械與機電工程學系研究所
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:141
中文關鍵詞:工程設計形態學分析法光纖套管扣件TRIZ銲後位移
外文關鍵詞:Morphological Analysis MethodPost-Weld-Shift(PWS)TRIZFiber ClipsEngineering Design
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光纖套管扣件為一種能透過雷射銲接來與光纖套管固定並結合於基板上且可調整至特定位置以達與雷射二極體最佳耦光效率的裝置。而現有的鞍形光纖套管扣件不易製造加工,導致無法大量生產且成本昂貴,加上構裝過程時會產生銲後位移的現象,造成其耦光效率大幅降低。
針對上述問題,本研究目的在於:運用系統化工程設計方法進行光纖套管扣件的創新設計,設定採用沖壓模具方式製造,以便未來可大量自動化生產加工。首先進行現有案例的整理與分析,探討其發明內容得到設計條件與趨勢。接著找出其功能需求與設計限制,並擬定出其設計需求規範表。其次,藉由形態學分析法及適當的組合程序進行合成,並加以評價篩選得到較佳的改良構形,最後,輔以設計實例進行具體化設計,驗證其可行性。此外利用TRIZ提出銲後位移的改善技術及校正方法,並藉由電腦輔助模擬分析軟體分析其定性趨勢,期能降低或改善其影響。
The fiber clips is a device for holding an optical fiber which is enclosed in the ferrule, adjustment it to the optimum aligning position with respect to the laser diode and fixing it on the substrate of the butterfly-type laser module by the laser welding. It is hard for the extant saddle shaped clips to be manufactured and the result causes the unable mass production and the high cost. Otherwise, the packaging process has caused PWS of laser module, would decay the coupling efficiency of laser module.
Aim at the shortcomings, the purpose of this study proceeds to the creative design of the fiber clips with the systematic engineering design and make a set of the manufacturing method by the pressing die to cause automatic mass production in the future. First, identify the basic characteristics based on an analysis of the patents and then get the conditions and trend. Second, find the function needs and elaborate the specification of design. Third, the use of morphological analysis method and design process is formulated to synthesize and evaluate the improving structure. Finally, taking the design cases will develop the embodiment design and prove the propose approach for the design process. Otherwise, it develops an improvement technique and adjustment method for PWS and wishes can reduce or improve the effects of it.
謝誌...............................................................i
目錄..............................................................ii
圖目錄..........................................................iv
表目錄..........................................................vi
摘要..............................................................ix
Abstract........................................................x
第一章 緒論.................................................1
1.1 研究背景與研究動機.........................1
1.2 文獻回顧.............................................3
1.3 研究目的與方法...................................5
1.4 論文組織與章節說明...........................7
第二章 基本概念.........................................9
2.1 蝶式雷射模組與銲接系統...................9
2.1.1 蝶式雷射模組簡介...........................9
2.1.2 雷射銲接系統與原理......................11
2.1.3 光對準的方式與技術......................15
2.2 設計方法..............................................18
2.2.1 近代工程設計方法..........................18
2.2.2 功能分析..........................................21
2.2.3 TRIZ.................................................23
2.2.4 形態學分析法..................................24
2.3 光纖套管扣件......................................25
第三章 光纖套管扣件之設計規劃............44
3.1 創新情境問卷......................................44
3.2 功能與構造分析..................................46
3.2.1 功能分析的應用..............................46
3.2.2 構造分析..........................................49
3.3 問題公式化...........................................51
3.4 設計需求規範.......................................54
第四章 光纖套管扣件之概念設計............56
4.1 光纖套管扣件的創新法則..................56
4.2 形態學分析法的運用..........................60
4.2.1 因素分析..........................................60
4.2.2 形態基元分析..................................64
4.3 方案組合..............................................68
4.4 評價與優選..........................................73
4.5 具體化設計..........................................78
4.6 實例驗證與分析..................................82
4.7 小結......................................................85
第五章 銲後位移改善技術與校正方法....86
5.1 銲後位移現象......................................86
5.2 技術回顧與分析..................................87
5.3 銲後位移改善技術..............................92
5.4 銲後位移校正方法..............................94
5.5 電腦輔助模擬分析..............................98
5.5.1 有限元素法概論..............................98
5.5.2 定性模擬分析..................................99
5.5.3 分析結果討論................................100
第六章 結論與建議..................................107
6.1 結論....................................................107
6.2 建議....................................................109
參考文獻....................................................110
附錄 TRIZ.................................................118
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