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研究生:謝昆霖
研究生(外文):Kun-Lin Hsieh
論文名稱:平膜押出模頭之流場特性分析研究
論文名稱(外文):Flow Analyze of the Extrusion Die for Flat Film
指導教授:黃俊欽黃俊欽引用關係
指導教授(外文):Chung-Ching Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:模具工程系
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:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:111
中文關鍵詞:薄膜T型模具押出成型VEL流場分析流動均勻度
外文關鍵詞:filmT-dieextrusionVELflow field analysisflow uniformity
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高分子光學膜主要用於光電產品,例如PE/EVA雙層共擠押膜用於面板的保護,PET膜可作為菱鏡片的基層材。關鍵技術在於材料的配方及選用、押出模頭及螺桿的設計、製程條件的控制等,並且以提高膜的透明度、厚度均勻性及降低單位面積內的膠粒(gel)數為目的。本研究主要內容包括:(1)利用Virtual Extrusion Laboratory 6.2軟體使用兩種材料(PP、PET)在不同溫度與不同押出量之條件下,探討二維與三維的流場分析及特性;如流量均勻度、壓力分佈、溫度變化、滯留時間…等相異之處與趨勢,(2)建立一個衣架型模頭,探討該模型在軟體分析是否可得到較好的分析結果,並與實體模型做比較。模頭主要是由進口區、分配歧管、狹縫區、鬆弛區、調節區及模唇區所構成。其模頭設計重點包括:熔膠在出口處的流量均勻度、整體的壓力損失、釋放應力程度、賦予擠出時適當的產品形狀、足夠的模頭背壓。在製程條件的調整方面應在不影響產能與品質的條件下使溫度盡可能的低、減少滯留時間。
  本研究將有助於了解二維與三維分析之相異處,分析結果發現二維模組的摩擦熱效應較無法有效提高模唇出口中心溫度,在壓力方面則是有較少的壓力損失,其餘結果與三維比較雖有差異但趨勢類似,在了解差異趨勢後,除了相差較多之情況外,往後可用二維分析判斷以利往後的設計,該作法可節省相當多的設計與分析時間,在業界也可參考最佳化模型使產品與成本更具競爭性。
  The Polymer optical film mainly used for optical products. For example,the PE / EVA double-layer protective film for the panel, PET film can be used as prism basic material. The critical technology is the material formulation and selection, extrusion die and screw design, the control of process conditions, to improve the transparency of film ,thickness uniformity and reduce the gel of unit area for the objective number. In this study ,(1) used Virtual Extrusion Laboratory 6.2 software researched two material (PP、PET) at difference temperature and mass flow rate conditions, compare the 2-D and 3-D flow analysis and characteristic ; such as uniformity of the flow, pressure distribution, temperature, residence time. (2) used the extrusion software to create a coat-hanger die and get better result. Final, it will compare to present die. T-die is compose of feeding channel, manifolds, restrictor, relaxation zone and lip. The design emphasis include: melt flow uniformity at the exit, the overall pressure loss, the stress release , give the appropriate film thickness, provide enough back-pressure , melt uniform , smaller shear rate, residence time distribution.
  The study results will help to understand the 2D and 3D analysis of the simulation differences, the results found that two-dimensional model friction heat can’t effectively improve the lip exit center temperature, the pressure has less pressure loss, other results have similar trend with the three-dimensional.

  If we understand the trends can used 2D model to determine design .This method can save a lot of design and analysis time. In the industry, it can reference the optimum model making products more competitive .
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 IV
目錄 V
表目錄 VII
圖目錄 VIII
符號說明 XIV
第1章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目的 3
1-3 文獻回顧 4
1-4 平膜模頭種類介紹 7
第2章 押出成型製程與理論 10
2-1 押出成型機 10
2-2 螺桿 11
2-3 押出模頭 13
2-4 冷卻裝置 14
2-5 牽引與繞取 15
2-6 固體床熔融理論 15
2-7 流動行為 19
2-7-1 平板間之流動 19
2-7-2 圓管內之流動 22
第3章 製程分析模擬 25
3-1 模擬分析與研究流程 25
3-2 模頭分析模擬 27
3-2-1 材料性質建立 27
3-2-2 模頭2維幾何設定 31
3-2-3 模頭3維幾何設定 35
3-2-4 模頭製程參數設定 36
3-2-5 理論方程式模型建立 37
第4章 模擬結果討論 39
4-1 PP模擬結果與討論 39
4-1-1 固定模溫變動質量流率 39
4-1-2 固定質量流率變動模溫 50
4-2 PET模擬結果與討論 60
4-2-1 固定模溫變動押出量 60
4-2-2 固定質量流率變動模溫 70
4-3 滯留時間探討 80
4-4 衣架型模頭分析 84
第5章 結論與未來展望 90
5-1 結論 90
5-2 未來展望 92
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