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研究生:許耿睿
研究生(外文):Geng-Ruei Syu
論文名稱:以流變基礎研究射出成型品質
論文名稱(外文):A Study for Injection Molding Quality Based on Rheology
指導教授:林忠志林忠志引用關係
指導教授(外文):Chung-Chih Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立虎尾科技大學
系所名稱:機械與電腦輔助工程系碩士班
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:60
中文關鍵詞:剪切率黏度剪應力成型視窗流變性質圖
外文關鍵詞:shear rateviscosityshear stressprocess windowrheological property.
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在各種生產製程上塑膠成型技術運用非常廣泛,在射出成型中,塑膠黏度受到溫度、壓力與剪切率影響,但是射出成型過程中無法線上直接量測,因此常只利用模穴壓力感測器來探討壓力對黏度的影響,卻忽略了融膠流動時所產生的剪切率與剪切應力的影響,像是剪切應力過高會對塑膠材料產生負面作用,塑膠分子鏈易產生斷裂,使產品的機械強度大幅下降,但在肉眼上卻無法判斷。
本實驗是找兩種不同黏度的塑膠材料,運用兩組模穴壓力感測器安裝在模具內可同時得到時間與壓力數據,並以簡單的程式設計找出時間差與壓力差,代入黏度的公式,算出熔融塑料在模穴流動過程中剪切率、相對黏度和相對剪切應力等數據,可以計算剪切率、剪切應力、黏度等數據做為產品在射出過程中是否穩定的依據,並由調整射出速度與熔膠溫度兩參數,找出符合產品規格的成形視窗(Process Window),並由成型視窗中加以探討射出成型時黏度、剪切率與剪切應力所譜出3D流變性質圖,再透過MoldFlow軟體分析,找出模擬的產品成型視窗,並由成型視窗中抓取點參數進行射出分析,譜出3D流變性質圖與實際實驗加以比對,且利用衝擊與拉伸試驗驗證流變性質圖對產品強度較佳的範圍。


Injection process is popular due to a complicated part can be made efficiently. The raw material is melt and forced into a mold, then the part is ejected after a few seconds of cooling time. The melt behavior can be described by shear stress, shear rate, and viscosity. Different molding parameters can result in different melt state. Some injection molding quality can be detected through the melt state calculation. In this study, we propose a methodology to determine melt state based on Rheology, A mold installed with two pressure sensors in which different locations. As the time interval and pressure difference are gotten, shear stress, shear rate, and viscosity can be calculated immediately. Those information related to melt state can be regarded as the indication of injection molding quality.
In experimental, a specimen mold is prepared to validate the influence of melt state on molding quality. The specimens include tensile test specimen and impact test specimen according to ASTM D8638 and D256, respectively. In addition, how to construct a process window for injection molding is also proposed, which is useful for deterring molding quality.


中文摘要 …………………………………………………………... i
英文摘要 …………………………………………………………... ii
誌謝 …………………………………………………………...iii
目錄 …………………………………………………………... iv
表目錄 …………………………………………………………... vi
圖目錄 ………………………………………………………....viii
第一章 緒論………………………………………………….....1
1.1 前言……………………………………………………... 1
1.2 研究動機與目的………………………………………... 3
1.3 文線回顧……………………………………………….. 4
1.4 論文架構……………………………………………….. 5
第二章 理論基礎介紹………………………………………….. 7
2.1 充填過程融膠流動速度……………………………….. 7
2.2 剪切率………………………………………………… 8
2.3 剪切應力…………………………………………....... 9
2.4 黏度…………………………………………………… 10
2.5 剪切稀化效應……….………………………………… 10
第三章 實驗規劃與設備介紹……………................ 11
3.1 實驗規劃架構…………………………………......... 11
3.2 實驗材料………………………………………......... 12
3.3 模具與產品…………………………………………… 13
3.4 實驗設備………………………………………………. 15
第四章 實驗步驟與方法…………………………………...... 22
4.1 找出產品穩定度………………………………………. 22
4.2 成形視窗成形方式………………………………….... 24
4.2.1 實際射出成形窗……………………………………….. 24
4.2.2 模擬射出成形窗……………………………………….. 26
4.3 點參數轉換流變數據………………………………….. 27
4.3.1 實際射出……………………………………………….. 27
4.3.2 模擬分析………………………………………………... 29
4.4 衝擊與拉伸試驗………………………………………... 30
4.4.1 衝擊試驗………………………………………………... 31
4.4.2 拉伸試驗………………………………………………... 32
第五章 結果與討論……………………………………………... 34
5.1 產品射出穩定度………………………………………... 34
5.2 成型視窗&流變性質圖………………………………… 36
5.3 衝擊拉伸試驗....................................41
第六章 結論與未來展望..................................43
6.1 結論............................................43
6.2 未來展望........................................43
參考文獻 …………………………………………………………... 44
附錄A …………………………………………………………... 46
附錄B …………………………………………………………... 47
附錄C …………………………………………………………... 47
附錄D …………………………………………………………... 49
附錄E …………………………………………………………... 50
英文論文大綱 …………………………………………………………... 51
口試審查Q&A …………………………………………………………... 59
簡歷 …………………………………………………………... 60


[1] 黃俊偉,2002,” 壓力效應對塑料黏度影響”,國立成功大學,碩士論文。
[2] John P.Beaumont., 2004, “Runner and Gating Design Handbook : Tools for Successful Injection Molding”, Hanser Gardner, 359-366
[3] 盧俊廷,2004,”薄殼射出成型品翹曲變形之量測與分析”, 國立中興大學,碩士論文。
[4] 林啟湶,2005,”一般常用最佳化方法在塑膠射出成型之應用” 國立台灣科技大學,碩士論文。
[5] B. Sa’nchez, et al.,2007, “Influence of injection parameters on the formation of blush in injection moulding of PVC”
[6] 廖育德,2006,”高剪切率變化對超薄件微射出成型充填影響之研究”,國立雲林科技大學,碩士論文。
[7] Kamber, et al., 2009, ”Experimental investigation of plastic injection molding: Assessment of the effects of cavity pressure and mold temperature on the quality of the final products”, Materials and Design , 30(8), pp. 3217–3224.
[8] 王耀逸,2009,”不同製程方法對超薄型導光板成型特性比較”, 國立高雄應用科技大學,碩士論文。
[9] 陳水蓮,2009,” LCD上蓋面罩之收縮和翹曲之最佳化分析”, 國立高雄應用科技大學,碩士論文。
[10] 洪慧倫,2009,”澆口設計於微構槽平板射出成型複製性研究”國立台灣科技大學,碩士論文。
[11] 林君達,2010,” LCD上蓋面罩之收縮和翹曲之最佳化分析”, 國立高雄應用科技大學,碩士論文。
[12] 莊佳珊,2010,”田口分析應用於汽車塑料薄件最佳化製程研究”,建國科技大學,碩士論文。
[13] Dr.-Ing. N. Rudolph1, et al.,2011,” Effects of Temperature and Pressure on Viscosity during Injection Molding”,ANTEC,pp1540
[14] 趙建富,2011,”應用田口法探討IMD射出條件對油墨沖刷之影響”, 遠東科技大學,碩士論文。
[15]林師沛,趙洪,劉芳,2008,”塑料加工流變學及其應用”,p77~78,國防工業出版社,北京。
[16]廖俊男,2009,”共擠壓發泡多中空是異形模頭設計與分析研究”,國立高雄應用科技大學,碩士論文。
[17]Donald F. Young , Bruce R. Munson , Theodore H. Okiishi , Wade W. Huebsch,2008,”流體力學精版本”,p12~13,周德明,學銘圖書有限公司、歐亞書局有限公司,台北。
[18]張怡哲,2012,”射出成型模穴壓力的安裝設計與研究”,國立虎尾科技大學,碩士論文。


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