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研究生:簡宏益
研究生(外文):Hong-Yi Chien
論文名稱:模流分析應用於手機記憶卡連接器之翹曲研究
論文名稱(外文):Using Mold Flow Analysis to Study the Warpage of Micro SD Card Connector
指導教授:韓麗龍韓麗龍引用關係
指導教授(外文):Lee-Long Han
口試委員:張仁安施議訓
口試日期:2012-07-18
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:製造科技研究所
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:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:記憶卡連接器翹曲潛式澆口平面度
外文關鍵詞:Micro SD card connectorwarpagesubmarine gateflatness
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本論文是利用田口式品質設計法配合模流分析軟體探討手機記憶卡連接器(micro SD card connector)因結構設計差異對於翹曲(warpage)之影響。射出模具的模穴設計為一模四穴,進澆點是以單點潛式澆口(submarine gate) 的型式,工程塑料採用液晶高分子聚合物(liquid crystal polymer, LCP)。所選用的直交表為L18直交表,共選定八個控制因子,分別為產品的結構、射出流速、模具表面溫度、熔膠溫度、保壓時間、保壓壓力、澆口大小以及塑料型號,並加入熔膠溫度及模具表面溫度的變化作為干擾因子進行模流分析。經由預測實驗與確認實驗的過程,得到Z軸方向最小翹曲量之最佳參數的組合。
確認實驗結果顯示,最佳化製程在產品有補強肋條的結構、流速130 mm/s、模具表面溫度80 ℃、保壓時間0.05 s、塑料LCP E130i的條件下,Z軸平均翹曲量為0.055 mm,S/N比為25.2,比原始製程之Z軸平均翹曲量為0.087 mm,S/N比21.2更能符合翹曲量望小的品質特性,也符合連接器對於平面度(flatness)小於0.080 mm的要求。

Taguchi Method was adopted in this thesis by using Moldflow analysis software to study the impact on the warpage due to the difference in the design for the structure of micro SD card connector. The mold was designed in a 4-cavity layout, the gate number and gate type were one gating of submarine gate, and liquid crystal polymer (LCP) was used in this study. In the study, Orthogonal Arrays was a L18 and the eight control factors were selected including the product structure, flowing velocity, the mold surface temperature, melt temperature, packing time, packing pressure, the gate size and the plastic material type. Accordingly, the change in temperature of the joined melt and mold surface was chosen as the interference factors for mold flow analysis. In the process of the prediction experiments to confirmation experiments, it was observed Z-direction minimum warpage as the optimized combination of parameters.

Based on the result of study, the optimized condition of the production process were the micro SD card connector joined with the strengthening rib, the velocity of flowing was at 130 mm/s, the mold surface temperature was 80 ℃, the packing time was in 0.05s, the plastic materials was LCP E130i, the warpage in Z -direction was 0.055 mm and S/N ratio was 25.2. Comparing to the existing production process under the warpage in Z-direction as 0.087 mm, S/N ratio as 21.2, it is found that the result can meet the quality characteristics of smaller-the-better and also the demand for the flatness of connector is smaller than 0.08 mm.

中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 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 研究動機與目的 2
1.3 論文架構 2
第二章 文獻探討 3
2.1 塑膠翹曲變形之文獻整理 3
2.2 射出成形原理 15
2.3 射出成形製程簡介 16
2.4 塑膠射出成形之翹曲現象與解決對策 17
2.5 薄型塑件翹曲原因 19
2.5.1 不良設計影響 19
2.5.2 不均勻冷卻影響 20
2.5.3 不均勻收縮影響 21
2.5.4 不均勻保壓影響 21
2.5.5 分子配向性影響 22
2.6 手機記憶卡連接器簡介 23
2.7 電腦輔助模流分析 24
2.8 田口品質設計法 24
2.8.1 穩健品質設計 25
2.8.2 干擾因子 25
2.8.3 品質特性與理想機能 25
2.8.4 選擇控制因子及水準數 26
2.8.5 直交表 27
2.8.6 變異分析 28
2.8.7 確認實驗 30
第三章 研究方法 31
3.1 Moldflow分析架構 32
3.1.1 模型建構 32
3.1.2 修整網格 38
3.1.3 參數設定 40
3.1.4 射出成形參數設定 41
3.1.5 增加補強肋條對翹曲的分析 42
3.2 田口實驗流程 42
3.2.1 田口設計規劃實驗 42
3.2.2 加上干擾因子之運用 44
3.2.3 變異分析及田口實驗之驗證 45
3.3 實驗模具及設備 46
3.3.1 模具圖面 46
3.3.2 射出機台規格 48
3.3.3 檢驗量測儀器 49
第四章 結果與討論 52
4.1 不同產品設計之模流分析 52
4.2 原始製程參數之射出成形品量測結果 58
4.3 田口實驗分析 59
4.3.1 S/N比特性分析 59
4.3.2 品質特性分析 62
4.3.3 變異分析 63
4.3.4 預測實驗 66
4.3.5 製程優化(模流分析結果) 67
4.4 確認實驗 72
第五章 結論 74
參考文獻 75
附錄
A 材料物性表 77
B 成形參數控制表 80
作者簡介 81


[1] 陳宜正,具補強肋之塑膠射出壓縮成型品表面凹痕與翹曲變形研究,碩士論文,國立雲林科技大學機械工程系,雲林,2001。
[2] 黃東鴻,薄殼射出件翹曲變形與殘留應力研究,碩士論文,國立成功大學航太空工程研究所,台南,2002。
[3] 詹世良,模流分析對塑料射出成形之研究,碩士論文,國立台灣科技大學機械工程系,台北,2004。
[4] 林啟湶,一般常用最佳化方法在塑膠射出成型之應用,碩士論文,國立台灣科技大學機械工程系,台北,2005。
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[6] B. Ozcelik, T. Eraurumlu,“Determination of effecting dimensional parameters on warpage of thin shell plastic parts using integrated response surface method and genetic algorithm”, International Communications in Heat and Mass Transfer,32, 2005, pp. 1085-1094.
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[8] 張鮮文,光學元件射出成形體積收縮與光學均勻性之研究,碩士論文,國立台灣科技大學機械工程系,台北,2007。
[9] 羅煜清,薄件射出成形之翹曲分析,碩士論文,國立臺北科技大學機電整合研究所,台北,2008。
[10] 劉奕君,新次工程塑料與成型參數於記憶卡連接器塑膠基座翹曲影響之檢視,碩士論文,國立雲林科技大學機械工程系,雲林,2008。
[11] 陳保羅,模流分析在行動電話上之翹曲研究,碩士論文,國立中正大學機械工程系,嘉義,2008。
[12] 陳昭男,影響塑膠射出成型產品翹曲之成型參數探討,碩士論文,私立逢甲大學機械工程系,台中,2008。
[13] 楊文彬,塑膠射出成型製品收縮翹曲變形CAE分析,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,台北,2010。
[14] 蕭全智,射出成型品之殘餘應力與翹曲研究,碩士論文,國立高雄應用技大學模具工程系,高雄,2010。
[15] 程御賢,數位相框前框翹曲量之最佳化設計,碩士論文,國立臺北科技大學製造科技研究所,台北,2011。
[16] 林瑞璋,塑膠模電腦輔助設計,台北,全威圖書有限公司,2003。
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[18] 張永彥,塑膠模具設計學,台北,全華圖書股份有限公司,2008。
[19] 專業塑膠模具設計CAE模流分析電腦試模,科盛科技股份有限公司,台北,2000。
[20] http://zh.wikipedia.org/wiki/MicroSD(維基百科網站)
[21] 李輝煌,田口方法-品質設計的原理與實務,高立圖書有限公司2011。
[22] http://wenku.baidu.com/view/56b40180b9d528ea80c77901.html(百度文庫)
[23] http://tw.machine-catalog.com/adsl/Outer_ec_catalog/1540.htm(百塑射出機)
[24] http://www.3dfamily.com.tw/tw/pshow.asp?id=6(量測儀器)


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