跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(44.192.48.196) 您好!臺灣時間:2024/06/14 17:17
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

: 
twitterline
研究生:林世凱
研究生(外文):Shih-Kai Lin
論文名稱:超音波輔助射出成型模具之設計與特性分析
論文名稱(外文):Analysis of mold design and characteristics on ultrasonic-assisted injection mold
指導教授:黃俊欽黃俊欽引用關係
指導教授(外文):Chung-Ching Huang
口試委員:黃俊欽王珉玟黃聖杰李輝煌
口試委員(外文):Chung-Ching HuangMin-Wen WangSheng-Jye HwangHuei-Huang Lee
口試日期:2013-07-23
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄應用科技大學
系所名稱:模具工程系碩士班
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:114
中文關鍵詞:超音波輔助射出成型壓力損失應力粗糙度
外文關鍵詞:ultrasonic assisted injection moldingpressure lossstressroughness
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:548
  • 評分評分:
  • 下載下載:54
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
本研究擬探討射出成型模具結合超音波技術,利用安裝於模具內的超音波裝置,對高分子熔體進行超音波振動,將動能傳遞於熔體,避免熔體在模具表面產生高剪切及凝固層,藉以提高射出成型充填之效益,並降低射出成型品內部的殘留應力。文中以平板試片(長75 mm、寬47 mm、厚度1 mm)之超音波輔助射出成型模具為載具,設置直徑45mm之超音波振動部於模穴中央,以頻率20 kHz對Polycarbonate(PC)熔膠進行超音波振動,並且在振動部前後端加裝模內壓力感測器,分析超音波輔助射出成型之製程參數對熔膠流動行為與成型品品質之差異。研究結果顯示超音波振動能有效降低熔膠通過模穴的壓力損失,以本文之平板試片為例,以超音波振動輔助射出成型,其壓力損失比傳統(無超音波輔助)射出約低28%,而超音波功率的大小對壓力損失的降低幅度則無明顯影響。由於對高分子熔融體進行超音波直接振動,破壞了流動應力與熱應力,因此在超音波振動區域內之應力呈現較均勻的分佈,以本文之平板試片為例,最大/最小偏差約0.93 MPa,而傳統射出成型熔膠在同一區域內的應力最大/最小偏差約1.38 MPa。藉由表面粗度儀的量測,發現超音波振動會影響到熔膠固化時的表面的粗糙度,以本文之平板試片為例,在振動功率小於70%時,表面粗糙度無明顯增加,但振動功率大於70%時,其表面粗糙度可高於傳統射出10倍以上。
This study was to investigate the ultrasonic technology used in assisted injection molding and mold design. Applying the ultrasonic device installed in the mold, the melt was vibrated with ultrasonic, converts kinetic energy into thermal energy to maintain the desired temperature in the melt flow, avoids the higher shear and frozen thickness around the skin layer, to enhance the injection molding filling efficiency and reduce the residual stress inside the injection molded part. In this paper, a flat specimen (75 mm x 47 mm x 1 mm) of ultrasonic-assisted injection mold was to develop and set a 45 mm diameter ultrasonic vibration device in the central of cavity with frequency of 20 kHz to vibrate Polycarbonate (PC) melt. Besides, cavity pressure sensors were located on the front and rear of the vibration region to analyze the melt flow behavior and product quality between ultrasonic assisted injection molding efficiency and injection molding conditions. The results showed that ultrasonic vibrations can effectively reduce the melt pressure loss through the cavity. In this paper, the pressure loss of the flat specimen used ultrasonic assisted injection was lower than conventional injection molding (non-ultrasonic assisted) about 28%, but no significant effect with the power of ultrasonic. Cause of the direct ultrasonic vibrations destroyed the melt flow stress and thermal stress, and therefore in the region showed the uniform distribution of stress. In this case of the flat specimen, the deviation of maximum / minimum stress was about 0.93 MPa for ultrasonic assisted injection molding and the deviation of maximum / minimum stress was about 1.38 MPa for conventional injection molding. By surface roughness measuring, ultrasonic vibration is found to affect the surface roughness during the melt solidification. In this case of the flat specimen, the ultrasonic power is lower than 70%, no significant increase in the surface roughness for ultrasonic assisted injection molding, but the ultrasonic power higher than 70%, the surface roughness can be 10 times higher than conventional injection.
摘要 1
Abstract 2
致謝 4
目錄 5
表目錄 9
圖目錄 11
第一章 緒論 15
1.1 前言 15
1.2 研究動機與目的 16
1.3 文獻回顧 17
1.4 論文架構 18
第二章 基本原理與實例介紹 19
2.1 射出成型概要 19
2.1.1 射出機操作程序 19
2.2射出模具設計與實例介紹 21
2.2.1塑膠射出成型模具之種類 21
2.2.2模具強度 22
2.2.3流道系統 23
2.2.4排氣孔 26
2.2.5頂出機構 27
2.2.6模具的冷卻和加熱 27
2.3超音波原理 29
2.3.1何謂超音波 29
2.3.2各種超音波的不同應用概要 29
2.3.3超音波塑膠焊接的原理 32
2.4表面粗糙度概要 33
2.4.1中心線平均粗糙度(Ra) 33
2.4.2粗糙度幾何平均值(Rq) 34
2.5殘留應力概要 35
2.5.1量測方式 36
2.5.2傳統光彈法 36
2.6模內感測原理 36
2.7塑膠流動固化層對充填影響 38
第三章 研究方法與實驗設備 40
3.1研究方法 40
3.1.1實驗製作流程 40
3.1.2 實驗規劃重點概要 43
3.2成型材料 47
3.3實驗設備 49
3.3.1 實驗用模具與量測器具 49
3.3.2 實驗用設備與量測儀器 53
第四章 超音波輔助射出模具與射出成型探討 58
4.1 模具設計關鍵重點分析 58
4.1.1設計超音波振動組 59
4.1.2設計平板試片之進膠口位置 60
4.1.3設計平板試片外型尺寸與銲頭、壓力感測器之位置 60
4.1.4設計平板試片厚度與頂出機構之方法 62
4.1.5設計模座規格尺寸與其它零件固定方式和干涉改善方法 63
4.1.6設計公模頂出板之頂出機構與平衡、干涉改善方法 65
4.2 模具加工關鍵技術分析 66
4.2.1 加工固定法蘭之間隔板 66
4.2.2加工公模板之公模穴、公模仁、公模鍥塊 67
4.2.3表面處理 69
4.2.4模具組立流程 70
4.3 射出成型關鍵重點分析 70
4.3.1 射出成型之加工程序 71
4.3.2 檢測方法 74
第五章 實驗結果與討論 85
5.1超音波輔助射出成型之成品檢驗分析 85
5.1.1超音波振動對流動波前的影響 85
5.1.2超音波振動對熔膠壓力損失的影響 91
5.1.3超音波振動對成型品殘留應力的影響 93
5.1.4超音波振動對成型品表面粗糙度的影響 97
5.2超音波輔助射出成型之模具檢驗分析 100
5.2.1射出成型加工對超音波輔助射出成型模具的影響 100
第六章 結論與未來展望 102
6.1結論 102
6.2未來展望 103
參考文獻 106
附錄 109
自傳 114


1.李又兵,“在低頻振動場中注射成型HDPE試樣的力學性能及其形態控制”,四川大學高分子科學與工程學院,高分子學報,No.6,pp.839-843,2004/12。
2.Ronald M. Eicher, Mltchell L., “Ultrasonic Injection Molding”,United States Patent, US 6361733 B1, 2002/03。
3.飯田哲哉、志田宜義、菅圭二,“光碟用超音波射出成型模”,中華民國專利第89112627 號,2002/05。
4.A. Sato, H. Ito, “Novel Injection Molding with Ultrasonic Wave for Optical Lens”Asia Pacific Conference on Optical Manufacture-APCOM, Conference Proceedings, pp.47, 2009.
5.A. Sato, H. Ito, K. Koyama,“Study of Application of Ultrasonic Wave to Injection molding”, Polymer Engineering and Science, 2009.
6.何奇忠,“超音波輔助聚合物薄殼射出成型之流動性研究”,交通大學,碩士論文,2009/06。
7.蔡世國,“超音波振動對射出成型融合線影響之研究”,長庚大學,碩士論文,2007/06。
8.枋定緯,“超音波輔助射出成型製程探討”,台灣大學,碩士論文,2010/07。
9.楊俊珉著作,“虛擬射出成型機操作學習系統之開發”,國立中央大學機械工程研究所,碩士論文,2004/07。
10.夸克射出成型教材,取自 : http://www.quarx.com.tw/ .
11.蔡諭斌,2004,模具設計合理化教育訓練講義,模仁科技股份有限公司。
12.林德宏,2002,模具設計合理化,塑膠工業技術發展中心,台中,P9~24、P36~45、P55~68。
13.張木財著作,“模具設計製造的評估審核制度作業程序之研究”,國立雲林科技大學工業設計系碩士班,碩士論文,2009/06。
14.顏智偉,塑膠模具設計與機構設計,全華科技圖書股份有限公司,1991 /03。
15.張永彥,塑膠模具設計學-理論、實務、製圖、設計,全華圖書股份有限公司,2011 /01。
16.超音波控制原理,取自 : http://eshare.stust.edu.tw/EshareFile/2010_4/2010_4_f89b9bdf.pdf
17.關於超音波,取自 :
http://www2.emath.pu.edu.tw/s9121019/obj1.htm
18.台超科技股份有限公司, 超音波技術 , 2013年。
19.[技術] 超音波焊接,取自 : http://findliving.blogspot.tw/2008/11/ultrasonic-welding.html
20.簡介各種超音波的不同應用,取自 : http://www.researchmfg.com/2012/09/ultrasonic-application/
21.賴建宇著作,“高強度超音波與氣泡空蝕場應用於奈米粉體製備與養分萃取”,國立成功大學機械工程系碩士班,碩士論文,2005/07。
22.Oleg V. Abramov, High-Intensity Ultrasonics — Theory and Industrial Applications, Gordon and Breach Science Publishers,Netherlands, 1998.
23.Jeffrey Hilgert, Ultrasonic cleaning primer, Branson Ultrasonic Corp.
24.Julian R. Frederick, Ultrasonic Engineering,John Wiley & Sons,1965.
25.范光照、張郭益,1998,精密量測,高立圖書公司,台北,208頁。
26.葉家宏著作,“應用樹脂成型於雙視角顯示器之新穎微稜鏡陣列光學膜研究”,國立雲林科技大學機械工程系碩士班,碩士論文,2008/06。
27.M. R. Kamal, R. A. Lai-Fook, and J. R. Hernandez-Angilar, Residual Thermal Stresses in Injection moldings of Thermoplastics: A Theoretical and Experimental Study, Polymer Engineering and Science, vol. 42, no. 5, 2002, pp. 1098-1114.
28.A. I. Isayev, G. D. Shyu, C. T. Li, Residual Stresses and Birefringence in Injection molding of Amorphous Polymers: Simulation and Comparison with Experiment, Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physic, vol. 44, no. 3, 2006, pp. 622-639.
29.J. Lu, Handbook of Measurement of Residual Stress , GA: The Fairmont Press Inc. /Society for Experimental Mechanics, 1996.
30.陳文修著作, 光學薄件射出成形之殘留應力研究 ,國立臺北科技大學機電整合研究所碩士班,碩士論文,2008/01。
31.壓力感測器測量壓力的觀念及技術,取自 :
http://www.ni.com/white-paper/3639/zht/
32.Sensotec.com, “Honeywell Sensotec Frequently Asked Questions”, http://www.sensotec.com/pdf/FAQ_092003.pdf (current November 2003).
33.林君達,“以模內壓力作為塑品品質線上監測之研究”,國立高雄應用科技大學,模具工程系碩士論文,2010。
34.楊明峰,“薄形導光板模內監控與製程最佳化之研究”,國立高雄應用科技大學,模具工程系碩士論文,2007。
35.施耀竣,“太陽能集光片之效能設計與模具開發之研究”,國立高雄應用科技大學,模具工程系碩士論文,2010。
36.京華超音波股份有限公司, 規格手冊 , 2013年。
37.吳文旺,“射出製程條件對熔膠剪切效應及成品表面品質影響之研究”,國立高雄應用科技大學,模具工程系碩士論文,2012。
38.賴耿陽,超音波工學,復文出版社,2005/04。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
無相關期刊