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研究生:賴俊叡
研究生(外文):Jiun-Ruei Lai
論文名稱:CAE分析應用於織布機綜絲之品質改善研究
論文名稱(外文):Using CAE Analysis to Improve Loom Heddle Quality
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:鍾文仁施議訓
口試日期:2012-07-05
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
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:78
中文關鍵詞:綜絲田口方法主實驗剪切應力變異分析信心水準
外文關鍵詞:heddleTaguchi Methodmain experimentsshear stressanalysis of variation (ANOVA)confidence level
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綜絲又稱為綜片(heddle),是織布機在織出不同花紋時的重要零件,其原為不銹鋼的金屬零件;近來為了降低成本與減輕重量而改為使用塑膠材料。以塑膠射出成型的綜絲零件必需具備一定的結構強度與韌性,才能在織布過程中不會發生斷裂。本研究利用Moldex3D R10 的CAE分析軟體,對綜絲模型進行電腦試模分析。首先應用田口方法(Taguchi Method)的L8(27)直交表進行干擾實驗,接著再以L18(21×37)直交表進行主實驗(main experiments)。藉由因子反應分析(response analysis),探討各控制因子對於近澆口處之充填剪切應力(shear stress)的影響,利用變異分析(analysis of variation, ANOVA)確認各控制因子在一定的信心水準(confidence level)下具有顯著影響的重要因子,並找出改善剪切應力的最佳化製程參數。實驗結果顯示,影響近澆口處充填剪切應力的重要因子分別為塑料溫度、澆口角度與充填時間。較高的塑料溫度與較大的澆口角度都能有效的降低近澆口處的充填剪切應力。藉由確認實驗進行比較與利用信心區間的公式計算,驗證模擬分析的實驗值與預測值之95%誤差都在容許範圍內,顯示本研究的田口實驗具有足夠的精確度。

Heddle, made by stainless steel, is an important part of loom to weave clothes. Recently, heddle was changed to plastic material to decrease its cost and weight. Injection molding heddle must have enough structural strength and toughness to avoid fracture in weaving process. In the study, Moldex3D R10 CAE software was used to analyze the heddle model. At first, applied Taguchi Method with L8(2^7) orthogonal array to proceed noise experiments. Then applied orthogonal array of L18(2^1×3^7) in the main experiments. Using response analysis investigates the control factors that affect the shear stress near the gate. Analysis of variation (ANOVA) also was used to confirm the significant factors under constant confidence level and try to find the optimal processing parameter for improving shear stress. Results show the significant factors of filling shear stress nearby gate are the melt temperature, gate angle, and filling time. The higher melt temperature and the larger gate angle can reduce the filling shear stress. Analysis results also show that the filling shear stress can be improved significantly under the optimal processing parameter. By using the confirm experiments and confidence intervals calculation, the experimental values and predict values are all in the range of 95% error. These results indicate that Taguchi experiment of this study is accurate sufficiently.

中文摘要 i
ABSTRACT ii
致 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 2
第二章 文獻探討 3
2.1 文獻回顧 3
2.2 織布機零件之綜絲 7
2.3 塑膠剪切性質 8
2.3.1 剪切率 8
2.3.2 剪切應力 9
2.4 射出成型原理 10
2.4.1 射出成型之充填階段 11
2.4.2 射出成型之保壓階段 11
2.4.3 射出成型之冷卻階段 12
2.4.4 射出成型之翹曲階段 12
2.5 PP材料 13
2.6 熱澆道系統的結構 14
2.7 田口方法 17
2.7.1 品質特性 17
2.7.2 訊號雜音比(Signal Noise Ratio, S/N) 18
2.8 變異數分析(Analysis of Variance,ANOVA) 18
2.8.1 實驗誤差 18
2.8.2 因子效應的重要性測試(F test) 20
2.8.3 信賴區間 20
第三章 研究方法 22
3.1 研究流程 22
3.2 模型前處理 24
3.2.1 模型設計 24
3.2.2 進澆位置、澆口數量與澆口形式 24
3.2.3 扇形澆口角度設計 26
3.2.4 模型網格化 28
3.2.6 塑料選擇 33
3.2.7 成形條件 34
3.3 田口品質方法 39
3.3.1 選定品質特性 39
3.3.2 決定控制因子與變動水準 41
3.3.3 干擾因子 42
3.3.4 選擇適當直交表進行實驗 44
3.4 CAE分析軟體 47
3.4.1  Rhinoceros 4.0 47
3.4.2  Moldex3D R10 47
第四章 結果與討論 48
4.1 干擾因子實驗分析 48
4.1.1 干擾實驗因子反應 48
4.2 田口實驗 51
4.2.1 S/N比因子反應表、反應圖 51
4.2.2 品質特性因子反應表、反應圖 54
4.3 變異數分析 61
4.3.1 S/N比變異數分析 61
4.3.2 品質特性變異數分析 64
4.4 製程改善 67
4.5 驗證實驗 69
4.6 信賴區間 71
第五章 結論與未來展望 73
5.1 結論 73
5.2 未來展望 74
參考文獻 75
作者簡介 78


[1] T. A. Moller , Thin-walled injection molding study: effect of melt temperature on structure-property relationships, Annual Technical Conference - ANTEC , CT, USA, pp.4267-4271, 1995.
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[6] 蕭全智,射出成型品之殘餘應力與翹曲研究,碩士論文,國立高雄應用科技大學模具工程所,高雄,2010。
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[8] 紀坤宏,模具內的剪切操作對於iPP/PC聚摻物射出成形品的材料結構的影響之研究,碩士論文,國立交通大學機械工程所,新竹,2005。
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[10] 莊智強,應用於運動型眼鏡鏡框及智慧卡之模流分析及射出成型研究,碩士論文,崑山科技大學機械工程研究所,台南,2010。
[11] 吳宗彥,應用模流分析探討IMD製程對複雜曲面之研究,碩士論文,南台科技大學機械工程系碩士班,台南,2009。
[12] 劉任翔,射出成型聚碳酸酯之光學性質之模擬分析,碩士論文,國立中興大學機械工程所,台中,2009。
[13] 蔡志明,機車後架射出成形之翹曲最小化研究,碩士論文,國立高雄應用科技大學模具工程所,高雄,2010。
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[20] 高木謙行、佐佐木平三聚 原著,賴耿陽 編譯,丙烯樹脂pp原理與應用,復漢出版社,1989年。
[21] Daniel Frenkler, Henryk Zawistowski,徐佩弦 編譯,注射模具的熱流道, 化學工業出版社,2005年。
[22] 浙江阿諾立 公司網站,http://cn.made-in-china.com/showroom/anole0576/product-detailTbOJmCXyHzpE/%E7%82%B9%E6%B5%87%E5%8F%A3%E5%96%B7%E5%98%B4.html
[23] 格潤泰科技 公司網站,http://www.rld512.com/a/reliudaoxitong/2010/1128/47.html。
[24] 友馨科技 公司網站,http://tw.bysources.com/themes/hcp/news/news_show.php?recno=2172&sup_no=127689。
[25] 長安威肯 公司網站,http://product.ch.gongchang.com/d3993053.html。
[26] 蘇朝墩 編著,產品穩健設計-田口品質工程方法的介紹和應用,中華民國品質學,高立出版社,1999年。
[27] 李輝煌 編著,田口方法-品質設計的原理與實務,高立圖書有限公司,2006年。
[28] 科盛科技股份有限公司,Moldex3D-Mesh網格處理手冊,2006年。


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1. 蔡錦堂〈第八十五回臺灣研究研討會演講紀錄—日據時期臺灣之宗教政策〉 《臺灣風物》第42卷第4期,1992年,頁105~136。
2. 蔡錦堂〈第八十五回臺灣研究研討會演講紀錄—日據時期臺灣之宗教政策〉 《臺灣風物》第42卷第4期,1992年,頁105~136。
3. 蔡錦堂〈第八十五回臺灣研究研討會演講紀錄—日據時期臺灣之宗教政策〉 《臺灣風物》第42卷第4期,1992年,頁105~136。
4. 蔡淵洯〈清代臺灣行郊的發展與地方權力結構之變遷〉,《國立師範大學歷史學報》第14期,2000年,頁667~687。
5. 蔡淵洯〈清代臺灣行郊的發展與地方權力結構之變遷〉,《國立師範大學歷史學報》第14期,2000年,頁667~687。
6. 蔡淵洯〈清代臺灣行郊的發展與地方權力結構之變遷〉,《國立師範大學歷史學報》第14期,2000年,頁667~687。
7. 蔡相煇〈從歷史背景為臺灣廟宇尋定位〉,《國魂》第608期,1996年,頁35~39
8. 蔡相煇〈從歷史背景為臺灣廟宇尋定位〉,《國魂》第608期,1996年,頁35~39
9. 蔡相煇〈從歷史背景為臺灣廟宇尋定位〉,《國魂》第608期,1996年,頁35~39
10. 蔡武晃〈祖籍、動員與信仰組織–北臺灣龍山寺法脈的觀音信仰組織研究〉,《民俗與文化》第6期,臺中:臺灣淡南民俗文化研究會,2010年,頁99~139。
11. 蔡武晃〈祖籍、動員與信仰組織–北臺灣龍山寺法脈的觀音信仰組織研究〉,《民俗與文化》第6期,臺中:臺灣淡南民俗文化研究會,2010年,頁99~139。
12. 蔡武晃〈祖籍、動員與信仰組織–北臺灣龍山寺法脈的觀音信仰組織研究〉,《民俗與文化》第6期,臺中:臺灣淡南民俗文化研究會,2010年,頁99~139。
13. 鄧天德〈艋舺龍山寺的教育內涵〉,《臺北市立師範學院學報》第30期,1999年,頁267~274。
14. 鄧天德〈艋舺龍山寺的教育內涵〉,《臺北市立師範學院學報》第30期,1999年,頁267~274。
15. 鄧天德〈艋舺龍山寺的教育內涵〉,《臺北市立師範學院學報》第30期,1999年,頁267~274。