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研究生:曾義晃
研究生(外文):Y.H.Tseng
論文名稱:導光板模具及製程參數設計之研究
論文名稱(外文):Study of Mold Design and Process Parameters for Light Guide Plate
指導教授:梁瑞閔梁瑞閔引用關係
指導教授(外文):J.M.Liang
學位類別:碩士
校院名稱:大華技術學院
系所名稱:機電研究所
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:96
語文別:中文
論文頁數:92
中文關鍵詞:模流分析導光板田口法多重品質特性
外文關鍵詞:Mold Flow AnalysisLight Guide PlateMulti Characteristics Optimization
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本研究先以導光板的3D模流分析模擬並應用田口法來探討影響導光板最佳模具設計的重要因子,並以此最佳模具模擬分析先找出製程參數對導光板最佳之單一品質特性。而後再分別應用主成份分析法、主成份灰關聯法及二次損失規劃法等三種多品質最佳化方法得到使導光板多重品質特性之最佳製程參數。
由模擬結果顯示,在模具設計上,適當的冷卻水路配置及進澆口數可得到使塑料溫度分佈較平均且流動平衡的結果。在多重品質特性方面則以二次損失規劃法可得到導光板最佳的綜合品質。
A 3D numerical mold flow analysis tool namely Moldex3D was applied with the Taguchi Method to choose the optimization factors of the injection mold of the Light Guide Plate in the begin of this study. And the optimization mold design was kept in the following molding process simulation for both single characteristic and multi characteristics optimization study. The Taguchi Method was used in single characteristic optimization study, the Principle Component Method, the Principle and Gray System Method and the Quadratic Loss Function Method were used in multi characteristics optimization study.
The results show, the number and distribution of mold cooling channels and the amount, geometric and size of the gate have critical effects on average melt temperature and flow balance of the mold flow analysis. In the Light Guide Plate multi characteristics optimization study shows the Quadratic Loss Function Method has the best performance.
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表目錄 V
圖目錄 VII
符號表 IX
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究方法 3
1-4 文獻回顧 3
第二章 模流分析技術 9
2-1 簡介 9
2-2 射出成型的理論背景 10
2-3 模流分析軟體簡介 16
2-4 模流分析步驟 18
第三章 實驗設計與最佳化方法 22
3-1 實驗設計 22
3-2 主成份分析法與主成份灰關聯法 30
3-3 二次損失規劃法 33
第四章 結果與討論 36
4-1 模具設計最佳化 36
4-2 田口製程參數最佳化 40
4-3 多重品質特性分析 44
4-4 多重品質最佳化結果與討論 48
第五章 結論與未來展望 90
5-1結論 90
5-2未來展望 90
參考文獻 91



















表目錄
表2-1 PMMA CM-207 物性表(奇美實業) 21
表4-1 L9(34)直交表及模具設計因子配置 51
表4-2 模具設計實驗之控制因子及其水準表 51
表4-3 導光板保壓結束剪切應力觀測值及SN值 52
表4-4 L18(21×37)直交表及製程參數控制因子配置表 52
表4-5 製程參數的控制因子及水準表 53
表4-6 導光板X軸線性收縮率量測值及SN值 53
表4-7 導光板X軸線性收縮率之因子反應表 54
表4-8 導光板X軸線性收縮率之變異數分析表 54
表4-9 導光板Z軸線性收縮率量測值及SN值 55
表4-10 導光板Z軸線性收縮率之因子反應表 56
表4-11 導光板Z軸線性收縮率之變異數分析表 56
表4-12 導光板體積收縮率量測值及SN值 57
表4-13 導光板體積收縮率之因子反應表 58
表4-14 導光板體積收縮率之變異數分析表 58
表4-15 導光板凹痕值及SN值 59
表4-16 導光板凹痕值之因子反應表 60
表4-17 導光板凹痕值之變異數分析表 60
表4-18 主成份分析各品質特性之標準化損失及ψ值 61
表4-19 單一品質特性之最佳參數組合比較表 62
表4-20 特徵值及其變異比 62
表4-21 特徵向量表 62
表4-22 主成份分析ψ值之SN反應表 63
表4-23 主成份灰關聯法個別品質損失表 63
表4-24 主成份灰關聯法個別品質損失標準化表 64
表4-25 主成份灰關聯法之特徵值 65
表4-26 主成份灰關聯法之特徵向量 65
表4-27 主成份灰關聯法之主成份得點 66
表4-28 主成份得點之計算差序列 67
表4-29 灰關聯係數及灰色關聯度 68
表4-30 主成份灰關聯分析Γ值對SN反應表 69
表4-31 各實驗組合之平均SN估計值 69
表4-32 各品質特性之二次曲線SN比函數模式X矩陣 70
表4-33 二次曲線SN比函數之係數表 71
表4-34 三種多重品質特性最佳參數分析結果比較表 72













圖目錄
圖1-1 液晶顯示器結構圖 8
圖1-2 導光板光學原理 8
圖2-1 奇美PMMA CM-207塑料之P-V-T圖 21
圖3-1 品質損失函數 35
圖3-2 產品/製程方塊圖 35
圖4-1 模具設計-水路配置(a)4支串聯水管迴路 72
圖4-2 模具設計-水路配置(b)12支並聯水管迴路 73
圖4-3 模具設計-水路配置(c)12支串聯水管迴路 73
圖4-4 模具設計-一模兩穴單點扇形進澆圖 74
圖4-5 模具設計-一模兩穴二點扇形進澆圖 74
圖4-6 模具設計-一模兩穴四點扇形進澆圖 75
圖4-7 導光板模具設計最佳配置圖 75
圖4-8 導光板模具設計最佳設計之流動波前等值線圖 76
圖4-9 導光板模具設計最佳設計之保壓結束剪切應力分佈圖 76
圖4-10 導光板X軸方向距澆口約80mm處之剪切應力值 77
圖4-11 水路配置(a)4支串聯水管迴路溫度分佈等值線圖 77
圖4-12 水路配置(b)12支並聯水管迴路溫度分佈等值線圖 78
圖4-13 水路配置(c)12支串聯水管迴路溫度分佈等值線圖 78
圖4-14 導光板示意圖 79
圖4-15 導光板實體網格圖 79
圖4-16 導光板之X、Z軸線性收縮率量測點示意圖 80
圖4-17 導光板之體積收縮率及凹痕值量測點示意圖 80
圖4-18 模具設計之SN反應圖 81
圖4-19 導光板X軸線性收縮率之因子反應圖 81
圖4-20 導光板Z軸線性收縮率之因子反應圖 82
圖4-21 導光板體積收縮率之因子反應圖 82
圖4-22 導光板凹痕值之因子反應圖 83
圖4-23 主成份分析流程圖 84
圖4-24 導光板主成份分析之SN反應圖 85
圖4-25 灰色關聯度Γ之因子反應圖 85
圖4-26 導光板厚端沿Z軸方向25mm分段量取六點溫度曲線圖 86
圖4-27 導光板薄端沿Z軸方向25mm分段量取六點溫度曲線圖 86
圖4-28 導光板厚端沿X軸方向25mm分段量取五點溫度曲線圖(水路
入口異側) 87
圖4-29 導光板厚端沿X軸方向25mm分段量取五點溫度曲線圖(水路
入口同側) 87
圖4-30 多品質最佳化之Z軸線性收縮率 88
圖4-31 多品質最佳化之X軸線性收縮率 88
圖4-32 多品質最佳化之體積收縮率 89
圖4-33 多品質最佳化之凹痕值 89









符號表
ρ 塑料密度
向量微分運算子
速度場向量
t 時間
P 流體壓力
應力張量
體作用力
流體黏度
V 系統特徵速度
L 系統特徵長度
CP 塑料比熱
T 溫度
k 熱傳導係數
熱通量
剪切率
形變率張量
α 熱擴散係數
週期平均溫度
yi 第i個品質特性
n 資料數目
SN 信號雜訊比
£ 品質損失函數
Yij 第i個品質特性於j次實驗之標準化品質損失
λ,β 主成份分析之特徵值及特徵向量
ψ 主成份分析之總品質損失
Γ 灰色關聯度
Δ 各主成份得點差序列
RPQLTQL 品質損失減少之最大百分比
[1]工業技術研究院,第31期94年4月15日出刊「機械簡訊」。
[2]Rong-Yeu Chang,Young-Chen Hsien and Chia-Hsiang Hsu, “ON THE PVT AND THERMAL SHRINKAGE FOR THE INJECTION MOLDING OF A PLASTIC LENS ”,Journal of Reinforced Plastic and Composite(1999) 261-270。
[3]X.Chen,Y.C.Lam and D.Q.Li,“Analysis of thermal residual stress in plastic injection molding”,Jourrnal of Materials Processing Technology 101(2000) 275-280。
[4]Wen-Hsien Yang,Allen Peng,Louis Liu and Divid C.Hsu,“INTEGRATED NUMERICAL SIMULATION OF INJECTION
MOLDING USING TURE 3D APPROACH”,ANTEC 2004。
[5]Peter S. Cook and Huagang Yu, “PREDICTION OF FLOW IMBALANCE IN GEOMETRICALLY BALANCED FEED SYSTEM”, ANTEC 2005。
[6]L.W.Seow,Y.C.Lam,“Optimizing flow in plastic injection molding”,Journal of Processing Technology 72(1997)333-341。
[7]蘇義豊“射出壓縮成型於導光板之製程參數分析”,大葉大學機械工程研究所碩士論文,民國90年。
[8]鄭穎聰“鏡片射出成形分析與模具設計”,國立高雄應用科技大學模具工程系碩士論文,民國92年。
[9]賴懷恩“導光板成型品質與射出成型製程參數之研究”,國立清華大學動力機械工程學系研究所碩士論文,民國92年。
[10]蘇朝墩“產品穩健設計─田口品質工程方法的介紹和應用”中華民國品質學會出版,民國86年。
[11]Phadke,“Quality Engineering Use Robust Design”Prentice-Hall(1989)。
[12]C.T.Su and L.I.Tong,“Multi-response robust design By principal component analysis” ,Total Quality
Management,8,pp.409-416.1997。
[13]王宗富“多重品質特性製程最佳化研究-以高分子有機電激發光顯示器為例”,國立臺灣科技大學工業管理系研究所碩士論文,民國89年。
[14]吳復強“田口品質工程” ,全威圖書出版,民國91年。
[15]http://www.chimeicorp.com/tw/
[16]科盛科技編著,“CAE模流分析技術入門與應用”,全華科技出版,民國91年。
[17]許嘉翔,林秀春,張榮語“Moldex專業塑膠模具設計實戰101招(上)”國立清華大學化工系CAE研究室出版,民國89年。
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