臺灣博碩士論文加值系統

摘要
探討除傳統壓出製程對於工業用材料如 PE, HDPE, PC..等硬質材料, 已多元化且成熟應用於產業，其中TPU材料具彈性且功能性佳，於押出製程中具有相關高之附加價值，無論於資訊、電子、機械、汽車、生化醫療..等產業界，常被應用於多元化的產品開發；但目前產業於單押出成型仍需靠經驗及試誤之傳統方法，方可取得較穩定作業控制條件，於傳統製程上無法突破直接於模內一次成型技術瓶頸，故仍無法避免後製程需熔接及裁切..等繁瑣攏長之作業程序。
本研究選用目前押出較難突破之TPU材料於押出包氣一次性成型作業，利用田口實驗尋找出影響品質特性之押出成型參數。故列出影響TPU押出成型最關鍵的八個控制因子–螺桿L/D (代號A)、螺桿轉速(代號B)、模頭溫度(代號C)、料管第一段溫度(代號D)、料管第二段溫度(代號E)、料管第三段溫度(代號F)、料管第四段溫度(代號G)、吹氣時間(代號H) 共八個主要控制因子，其八個主要因子除螺桿 L/D為二水準外其他因子各依三水準，進行田口的L18直交表規劃實驗設計，依成品包氣量越大越佳的品質特性(望大特性)進行實驗，利用各樣本S/N比及變異數實驗分析結果，得到押出成型參數對品質特性最佳組合。希盼本實驗模式及結果能提供TPU押出業界，於國際化市場競爭激烈且多變的趨勢，在品質、成本、開發時效的競爭壓力下作為參考，強化TPU押出成型的競爭優勢。

ABSTRACT
Nowadays, the extrusion technique has been widely used in horniness Industrial Material field, such as PE, HDPE, PC. Among this material, TPU is used most commonly in telecommunication, electron industry, machine industry and motorcar industry. Because of its good elasticity and functionality, TPU always be used in product development. However, for TPU extrusion technique, experience and traditional method are still the most important. Using the traditional method, it is impossible to have TPU in mold forming once. So the product still need be welded and cut out。
This research is select difficulty material like TPU in the extrusion process, produced completed product whiled molded. Use the Taguchi Experimental, seeks for the influence extrusion quality characteristic parameter. Therefore lists eight elements - screw L/D (A), the screw rotational speed (B), the die head temperature (C), the barrel’s first section of temperature (D), the barrel’s second section of temperature (E), the barrel third section of temperature (F), the fourth section of temperature in the barrel (G), blowing time (H) altogether eight primary control factors, use the Taguchi Experimental Orthogonal Array design , the more air capturing inside the production, represent the good quality in this experiment。
Looking forward that menoth and result could be a good reference for TPU extrusion industry, of which the international competition is more and more scorching and variable。

目錄
摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章　　緒論 1
1-1 研究動機與背景 3
1-2 研究目的 4
1-3 研究範圍與限制 5
1-4 研究方法與流程 6
第二章　　文獻探討 8
2-1 傳統中空成型介紹 8
2-2 押出成型螺桿設計 12
2-3 TPU 材料配方 14
2-4 押出材料延伸加工性 16
2-5 田口品質工程 18
2-5-1 田口續論 18
2-5-2 田口基本概念 18
2-5-3 田口品質特性 19
2-5-4 品質損失函數 20
2-5-5 田口品質工程學 23
2-5-6 直交表 25
2-5-7 信號雜音比 28
2-5-8 控制因子效應分析 29
2-5-9 變異數分析 29
2-5-10 確認實驗 32
第三章　　實驗程序 33
3-1 實驗設備 33
3-1-1 熱胚中空成型機 33
3-2-1 中空成型機附屬設備 34
3-2 LAB 檢驗設備 37
3-3 模內吹氣押出模具設計 39
3-4 模內吹氣押出成型作業 41
3-4-1 配料作業 41
3-4-2 烘料作業 43
3-4-3 模內吹氣押出成型 44
3-5 田口實驗流程 46
3-5-1 押出成型品質特性 47
3-5-2 實驗規劃與執行 47
第四章　　實驗結果與分析 51
4-1 實驗量測數據與計算S/N 51
4-2 控制因子效應分析 52
4-3 變異數分析 54
4-4 確認實驗 58
第五章　　結論與建議 60
5-1 結論 60
5-2 後續研究建議 61
參考文獻 62

表目錄
表1-1 中空成型與射出成型分析 1
表2-1 材料濕度比較 15
表2-2 L8直交表 26
表2-3 L18 直交表 26
表2-4七個控制因子和三個雜音因子的實驗配置 27
表2-5變異數分析 31
表3-1 押出 LAB 檢驗設備明細 37
表3-2 日本P5模材規格表. 39
表3-3 材料物性表 47
表3-4 各控制因子代號及水準表 49
表3-5 L18直交表設計 50
表4-1 直交表押出參數設計 51
表4-2 各樣本S/N比 52
表4-3 控制因子之包氣高度回應表 53
表4-4 最佳的因子水準組合 54
表4-5 變異數分析表 57
表4-6 合併誤差後之變異數分析表 58
表4-7 押出包氣高度之最佳參數組合及S/N比 59
















參考文獻
1. A Primer on the Taguchi Method (Hardcover) "Mankind has always had a fascination with quality..." Ranjit K. Roy (1990)
2. Paulson Training Programs, Inc “EXTRUSION BLOW MOLDING TECHNOLOGY STUDY GUIDE” (1998)
3. Taguchi, G., Chowdhury, S. and Wu, Y., 2004, Taguchi''s Quality Engineering Handbook, John Wiley & Sons
4. Taguchi Techniques for Quality Engineering (Hardcover) "Products have characteristic that describe their performance relative to customer requirements or expectations..." Phillip J. Ross (1996)
5. Toshitaka Kanai “Film Processing” Polymer Engineering Center, College of Polymer Eng. & Sci University of Akron (2003)
6. Bayer “TPU 材料技術手冊” 拜爾材料科技公司(2006)
7. 邱顯堂、莊朝印 ”TPU之流變行為及力學變形機制” 台灣科技大學 纖維及高分子研究所 (2002)
8. 林通義 “台灣TPU的產業分析與經營策略” (The Analysis and Corporate Strategies of Taiwan''s TPU Industry) 大業工學院 事業經營研究所(1996)
9. 柯昭生 ”多層共押出之三維CAE分析” 國立清華大學 化工工程學系(2000)
10. 孫志強 ”中空成型技術手冊” 塑膠世界雜誌社(1998)
11. 許哲維 “單螺桿塑化押出程序之三維分析” 國立清華大學 化工工程學系(2000)
12. 蔡棋鴻“塑膠阻隔容器之混煉參數最佳化”國立臺灣科技大學，碩士論文(2004).
13. 蘇朝墩 ”田口品質工程” 中華民國品質學會 (2002)
14. 蘇朝墩，「專訪世界品質大師田口玄一博士」，品質月刊(2004)

圖目錄
圖1-1 中,小型中空成型品. 2
圖1-2 大型中空成型品 2
圖1-3 材料熔融步驟 3
圖1-4 押出機組合結構 4
圖1-5 傳統押出與一體成形之流程 5
圖1-6 品質不良魚骨圖分析 6
圖1-7 研究流程 7
圖2-1 吹製成型的進展 8
圖2-2 模具擠壓成型 9
圖2-3 押出料管擠製 9
圖2-4 單模頭吹製圖 10
圖2-5 雙模頭吹製機 11
圖2-6 料管組成簡易圖 12
圖2-7 螺桿簡示 13
圖2-8 材料吹氣模內延伸 16
圖2-9 不同延伸所形成的分子鍊 17
圖2-10 TPU之SHEAR RATE與SHEAR VISCOSITY之關係圖 17
圖2-11 田口品質損失函數 20
圖2-12 產品/製程反應參數圖 21
圖2-13 二水準及三水準的直線曲線效果 22
圖2-14 田口式品質工程之三階段 24
圖2-15 直交表的符號定義 25
圖3-1 中空成型機台 34
圖3-2 GEAR PUMP 組合圖 35
圖3-3 GEAR PUMP作動原理. 35
圖3-4 油溫機 36
圖3-5 熱煤油料管組圖. 36
圖3-6 模具刀口設計 40
圖3-7 氣袋成品設計 40
圖3-8 模內包氣押出成型流程 41
圖3-9 粉碎設備 42
圖3-10 攪拌設備. 43
圖3-11 烘料桶 43
圖3-12 除濕機 44
圖3-13 中空吹製合模成型 45
圖3-14 實驗之流程圖 46
圖4-1 包氣高度回應圖 53

參考文獻
1.A Primer on the Taguchi Method (Hardcover) "Mankind has always had a fascination with quality..." Ranjit K. Roy (1990)
2.Paulson Training Programs, Inc “EXTRUSION BLOW MOLDING TECHNOLOGY STUDY GUIDE” (1998)
3.Taguchi, G., Chowdhury, S. and Wu, Y., 2004, Taguchi''s Quality Engineering Handbook, John Wiley & Sons
4.Taguchi Techniques for Quality Engineering (Hardcover) "Products have characteristic that describe their performance relative to customer requirements or expectations..." Phillip J. Ross (1996)
5.Toshitaka Kanai “Film Processing” Polymer Engineering Center, College of Polymer Eng. & Sci University of Akron (2003)
6.Bayer “TPU 材料技術手冊” 拜爾材料科技公司(2006)
7.邱顯堂、莊朝印 ”TPU之流變行為及力學變形機制” 台灣科技大學 纖維及高分子研究所 (2002)
8.林通義 “台灣TPU的產業分析與經營策略” (The Analysis and Corporate Strategies of Taiwan''s TPU Industry) 大業工學院 事業經營研究所(1996)
9.柯昭生 ”多層共押出之三維CAE分析” 國立清華大學 化工工程學系(2000)
10.孫志強 ”中空成型技術手冊” 塑膠世界雜誌社(1998)
11.許哲維 “單螺桿塑化押出程序之三維分析” 國立清華大學 化工工程學系(2000)
12.蔡棋鴻“塑膠阻隔容器之混煉參數最佳化”國立臺灣科技大學，碩士論文(2004).
13.蘇朝墩 ”田口品質工程” 中華民國品質學會 (2002)
14.蘇朝墩，「專訪世界品質大師田口玄一博士」，品質月刊(2004)