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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:邱昱晴
研究生(外文):Yu-Ching Chiu
論文名稱:模具設計對模面加熱的影響
論文名稱(外文):Effect of Mold Design on Mold Surface Heating in Injection Molding
指導教授:楊文彬楊文彬引用關係
指導教授(外文):Wen-Bin Young
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:航空太空工程學系碩博士班
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:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:開槽鐵氟龍射出成型模面溫度
外文關鍵詞:PTFEInjection MoldMold TemperatureSlotted
相關次數:
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射出成型為製造業重要的生產過程,具有量產、快速且成本低等優點,應用的層面非常廣泛。現今塑膠產品都要求輕薄短小的運用,產品設計的外觀也隨著視覺變化的需求及質感的要求,品質必須不斷的提升。在薄殼射出成型充填過程中,流道淺、流動阻力大,除了需要以極高的射速將熔融的塑料瞬間射入模穴,提高模具溫度對射出成型是必然的。
提高模面溫度的方法,已有許多學者進行探討及研究,本研究模擬在使用紅外線加熱提升模面溫度下,改變模具結構及置入低熱傳導系數的鐵氟龍( Polytetrafluoroethylene,PTFE)材料來進行隔熱,探討模具熱傳影響及提升模面溫度的效果。研究結果顯示,開槽設計對提升模面溫度並無顯著的效果。另外,試著將PTFE置於模仁下方來隔絕內部熱傳,可使模面溫度提高了約33℃,冷卻時間也並未因此增加
Injection molding is an important fabrication process for polymer plastics with the advantages of mass production, fast and low cost. Its applications are quite broad in appliance, electronics, and anformative, etc. In this decade, a lot of commercial products become smaller and lighter. The relevant techniques for high demand on appearance and quality improvement bring the better products to consumers. Thin-walled injection molding is usually molded under high mold temperature and high injection pressure. Methods to raise the mold surface temperature have been investigated by many scholars. The research concentrates on the study of a rapid surface heating system for injection molding. This study explores the effects on mold surface heating efficient by changing the mold structure and design by inserting PTFE. The result shows that the simply open channel on mold surface doesn’t have the effect of increasing heating efficient. The mold design with an inserting PTFE into the bottom of cavity can raise the surface temperature about 33℃and it doesn’t affect the cooling time.
授權書
中文摘要
英文摘要
致謝
目錄Ι
表目錄Ⅱ
圖目錄Ⅲ
第一章 緒論1
1-1 前言1
1-2 研究動機及目的1
1-3 文獻回顧2
1-4 研究方法4
第二章 射出成型製程與模溫控制5
2-1 射出成型原理5
2-2 摸具溫度控制的重要性8
2-3 熱傳分析理論9
2-3-1 熱傳基本理論9
2-3-2 熱傳導方程式12
2-3-3熱傳導有限元素分析14
第三章 ANSYS 電腦輔助熱傳分析19
3-1 ANSYS基本架構與分析流程20
3-2 模型建立與參數、負載設定22
3-3 模擬分析流程24
3-3-1 原始模面加熱模擬24
3-3-2 原始模面冷卻模擬27
第四章 模面結構設計對模面熱傳分析結果與討論29
4-1 模面開槽對模面熱傳模擬結果與討論30
4-1-1 模面開槽設計對模面熱傳影響30
4-1-2模面開槽設計對模具冷卻的影響38
4-2 模面開槽填入PTFE 對模面熱傳影響結果與討論40
4-2-1 模面開槽填入PTFE對模面熱傳影響40
4-2-2 模面開槽填入PTFE對模具冷卻影響49
4-3 模穴底部置入PTFE及開槽對模面熱傳影響結果與討論50
4-3-1 模穴底部置入PTFE及開槽對模面熱傳影響50
4-3-2模穴底部置入PTFE及開槽對模具冷卻影響59
4-4 模具結構改變對模具熱傳及冷卻的影響結果與討論61
4-4-1 模具結構改變對模面熱傳均勻性的影響61
4-4-2 模具結構改變對模面溫度及冷卻的影響63
4-4-3 初始模具(未開槽)模穴底部置入PTFE深度影響64
第五章 結論與未來展望66
參考文獻67
附錄
自述
[1] M.S. Despa, K.W. Kelly, and J.R. Collier, "Injection molding of polymeric LIGA HARMs," Microsystem Technologies, vol.6, pp.60-66,1999.
[2] 林志鴻, "微射出快速模溫控制系統與玻璃模仁表面微結構複製成型探討," 機械工程學系碩士班, 國立台灣大學, 2001.
[3] Dong-Hak Kim, Myung-Ho Kang, and Y.H. Chun, "Development of a New Injection Molding Technology:Momentary Mold Surface Heating Process," Journal of Injection Molding Technology, vol. 5, pp. 229-232, 2001.
[4] Donggang Yao and B. Kim, "Development of Rapid Heating and Cooling Systems for Injection Molding Applications," Polymer Engineering and Science, vol. 42, pp. 2471 - 2481, 2002.
[5] Takushi Saito, Isao Satoh, and Y. Kurosaki, "A New Concept of Active Temperature Control for an Injection Molding Process Using Infrared Radiation Heating," Polymer Engineering and Science, vol. 42, pp. 2418 - 2429, 2002.
[6] S.C. Chen, H.S. Peng, J.A. Chang, and W.R. Jong, "Simulations and Verifications of Induction Heating on a Mold Plate," International Communications in Heat and Mass Transfer, vol. 31, pp. 971-980 2004.
[7] 楊益成, "輻射快速加熱模具表面之實驗研究," 工程科學系專班, 國立成功大學, 2001.
[8] 張沛頎, "熱塑性塑膠微射出成型技術之研究," 機械工程學系碩博士班, 國立成功大學, 2006.
[9] Bill Bulat, Mayhyar S. Dadkhah, and Scott A. Schroeder, "3D Induction Heating Simulation of a Helical Gear," ANSYS Conference Paper, 1998, pp. 313-335.
[10] 李建鋐, "微流道射出成型充模研究," 航空太空工程學系碩士班, 國立成功大學, 2007.
[11] 歐陽渭城編譯, 射出成型的不良對策: 全華科技圖書股份有限公司, 2007.
[12] 張永彥, 塑膠模具設計學: 全華科技圖書股份有限公司, 2005.
[13] 陳志鏗 and 李春穎, COSMOS/Works 2006 應用解析-基礎篇: 高立圖書有限公司, 2007.
[14] F.P. Incropera and D. P. DeWitt, Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 5 ed.: John Wiley & Sons, 2002.
[15] ANSYS 10.0 HELP.
[16] MatWeb, "www.matweb.com."
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