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研究生:陳彥良
研究生(外文):Yen-Liang Chen
論文名稱:薄膜滯熱對於模內裝飾製程成品品質之影響
論文名稱(外文):The Study of the Heat Hesitation in the In-Mold Decoration Processing with Thin Film of Part Quality
指導教授:陳俊生陳俊生引用關係簡仁德簡仁德引用關係
指導教授(外文):Chun-Sheng Chen
學位類別:碩士
校院名稱:龍華科技大學
系所名稱:工程技術研究所
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
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:59
中文關鍵詞:翹曲模內裝飾射出成型滯熱
外文關鍵詞:IMDInjectionHeat HesitationWarp
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在產製3C塑膠成品中,由於射出成型的模內裝飾技術(IMD)適合大量生產,並可提供良好表面質感,是一項特別且具發展性的塑膠成型技術。在模內裝飾成型技術中,雖然薄膜是影響成型的一個重要因素,然而有關成型塑料、薄膜材料、薄膜厚度與成型參數,對於模內裝飾成型的薄膜滯熱與翹曲變形之影響,一直未有系統化的研究。
本論文先針對PC與PMMA兩種塑膠材料以及各具有三種厚度的PC與PET薄膜材料,作一模內裝飾成型,藉由量測成型件的溫度與翹曲,來比較在不同熔膠溫度與射出速度時,其薄膜滯熱與翹曲變形的變化情形。薄膜滯熱的量測是分析塑料與公模間的溫度及薄膜與母模間的溫度,其兩者間的差異。實驗方面使用長90mm、寬70mm、厚度為1.5mm之長方形平板模具,並且紀錄模具內部射出成型溫度場的變化,作為觀察模具表面貼附薄膜後之影響。利用逆向工程非接觸光學掃描系統量測試片表面變形狀況,探討其薄膜滯熱後所產生的非均勻冷卻翹曲變形。而薄膜厚度、塑料溫度、充填速度的增加,均會增加其薄膜滯熱與翹曲變形,但是薄膜厚度有最大的影響能力。在最大薄膜厚度下,PC與PMMA塑料的最大的滯熱溫度分為達到24℃與20℃。接著應用分析軟體Moldflow對於實驗的結果作一比較驗證,並藉以觀察薄膜影響滯熱溫度的變化情形。依分析的結果顯示,軟體分析與實驗量測結果存在3~5℃的差異。
In surface decorating technology, in-mold decoration (IMD) of injection molding technology is one of the most special and extendable plastic molding technologies. IMD can provide good surface quality for mass production manufacture in the 3C plastic products. Although film and has been found to be an important factor in IMD of injection molding process for several years. The effect of polymer resins, film material, film thickness and molding parameters on the of IMD process has not yet been investigated systematically.
In present study, two polymer resins (PC resin and PMMA resin) and two film materials with three thickness (PC film: 0.125mm, 0.375mm, 0.630mm and PET film: 0.075mm, 0.125mm, 0.188mm) were used. The film hesitation and warpage of part were measured under different melt temperature and injection velocity. The film hesitation is presented by the difference temperature between various plastic/mold and film/mold. It is found that the film hesitation and warpage increase with film thickness, melt temperature and injection velocity increase. The film thickness significantly affects the film hesitation and warpage. At largest thickness of film, the hesitation temperature on the PC resin and PMMA resin are 24℃ and 20℃, respectively. This experiment will be tested and verify by using the software Moldflow. The observation on the thermal temperature of the film was shown during the experiment process. The result from software analysis showed only 3~5℃ deviation with the result of experiment.
摘 要 i
ABSTRACT ii
致 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 模內裝飾製程簡介 1
1.3 文獻回顧 3
1.4 研究動機及目的 4
1.5 論文架構 4
第二章 研究之理論基礎 9
2.1 射出成型原理 9
2.2 熱傳遞原理 10
2.3 模具溫度場 11
2.4 冷卻翹曲變形 12
第三章 實驗方法與設備 14
3.1 實驗方法說明 14
3.2 實驗設備 14
3.3 實驗材料 15
3.4 溫度訊號擷取器 16
3.5 光學非接觸式掃描量測系統 16
第四章 製程參數對薄膜滯熱之影響 28
4.1 滯熱溫度定義 28
4.2 薄膜厚度對成型性之影響 28
4.3 料溫對成型性之影響 29
4.4 射出速度對成型性之影響 30
第五章 模流滯熱分析 48
5.1 電腦輔助工程分析 48
5.2 前處理 48
5.3 模流分析 49
5.4 後處理 50
5.5 分析結果驗證 50
第六章 結論與未來展望 57
6.1 結論 57
6.2 未來發展與展望 57
參考文獻 59
1.Wong, A.C.-Y., Liang, K.Z. “Thermal effects on the behaviour of PET films used in the in-mould-decoration process involved in plastics injection moulding”, Journal of Materials Processing Technology, Vol. 63, No. 1, pp. 510-513 (1997).
2.黃仁德,「PC/TPU 薄膜模內貼合射出成型製程特性之研究」,碩士論文,中原大學機械工程學系研究所,桃園(2002)。
3.唐兆璋,「整合電腦輔助工程分析在模內裝飾射出成型之製程研究」,碩士論文,國立勤益技術學院材料與化學工程研究所,台中(2006)。
4.王奕超,「薄膜滯熱方式應用於模具表面溫度控制與分析之研究」,碩士論文,中原大學機械工程學系研究所,桃園(2008)。
5.陳彥成,「射出成型模具表面鍍層滯熱方法建置、分析與應用之研究」,博士論文,中原大學機械工程學系研究所,桃園(2005)。
6.Shia-Chung Chen, Shih-Tsun Huang, Ming-Chung Lin, Rean-Der Chien, “Study on the thermoforming of PC films used for in-mold decoration”, International Communications in Heat and Mass Transfer, 35, 967-973 (2008) .
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8.戴仲強,「高分子型態對於在微流道中流變特性影響之研究」,碩士論文,龍華科技大學工程技術研究所,桃園(2007)。
9.劉士榮,高分子流變學-塑膠之加工特性,臺北,滄海出版公司(2005)。
10.陳良相等人,MOLDFLOW MPI實用基礎,臺北,全華出版公司(2007)。
11.張榮雨,射出成型模具設計-材料特性,臺北,高立圖書有限公司(2001)。
12.胡雲宏,射出成型寶典:現場實務運用工具書,台中,財團法人塑膠工業技術發展中心(2007)。
13.J.P.Holman,熱傳遞學Heat Transfer,臺北,高立出版公司(2004)。
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