臺灣博碩士論文加值系統

本論文探討金屬粉末射出型(Metal Injection Molding；MIM)絞鏈與撞錘產品的熔合線問題及提出其模具設變方案。熔合線為MIM常見之射出問題，若其結合品質不良或者是出現在產品肉厚較薄處，產品就很容易在燒結時從熔合線接合處破裂，造成嚴重的良率問題。
在研究初期為了模擬M2工具鋼粉射料在模穴中的充填情形，尋找到黏度相近的模擬替代材料ABS LG XR-474。經由比對充填模擬與實際短射的流動波前尺寸差異，發現MIM射料在充填初期特有的噴射流現象，是影響實際短射與模擬結果差異的主因，同時也了解產品的熔合線問題成因，絞鏈產品因為產品肉厚差異過大所產生的競流效應，使得熔合線出現在產品肉厚較薄處，而撞錘產品因為其產品所配置過於密集的銷孔，使得熔合線於銷孔與銷孔間聯通。
經由與師長與合作廠商討論所決定的設計變更方案，改變產品的澆口位置，可解決以上產品的熔合線問題，CAE分析顯示，設計變更方案所製作之生胚具有良好的熔合線品質，在模具實務上也易於實行。日後若需要開設新模，本研究的結果將可應用於模具設計上，可減少修模次數，節省生產成本，同時提升產品良率。

This study is discuss the reason and solutions of welding line on MIM (Metal Injection Molding) part. The welding line is a common defect of MIM part. If these welding lines combine with poor quality, or emerge from the thinner thickness area of the MIM parts. The MIM parts will get weaker after sintering. It’s broken on the welding lines and damage the part.
At the beginning of the study. In order to simulate M2 feedstock in the filling stage, to find the substituted materials ABS LG XR-474 in the Moldflow. We found that early jetting is the main cause of the actual short shot with the simulation result of huge differences. At the same time, we know the race-tracking effect resulted from uneven thickness of the hinge part. And welding line emerge from the thinner thickness area. The welding lines are link together resulted from these pins are highly concentrated on hemmer part.


Discussing the proposal of mold modification with advisor and the company. To change the gate location and gate type. The CAE simulation indicates the quality of welding lines of the proposal of mold modifications are good. And the mold is easy to build. If there is a need to build a new mold, we can apply these proposal on the mold design. It’s also cut down the frequency in mold testing and fixing. Then, reduce the production costs and improve the yield rate.

摘　要 1
ABSTRACT ii
致謝 vi
目錄 viii
表目錄 xi
圖目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機及目的 3
1.2.1 絞鏈產品熔合線問題簡介 3
1.2.2 撞錘產品熔合線問題簡介 5
1.3 MIM射料 6
1.4 MIM射出成型技術 7
1.5 MIM燒結技術 9
1.6 模流分析軟體技術 13
1.7 研究方法及原理 14
1.8 研究產品簡介 15
1.8.1 絞鍊產品簡介 15
1.8.2 撞錘產品簡介 17
1.9 論文架構 18
第二章 理論基礎與文獻回顧 19
2.1 MIM的製程能力與應用 19
2.2 射出成型原理 20
2.3 射出成型之熔合線問題研究 21
2.4 PIM之模流分析研究 24
第三章 實驗 33
3.1 實驗材料 33
3.1.1 M2工具鋼粉射料性質 35
3.1.2 選用M2射料之替代模擬材料 37
3.2 儀器與設備 39
3.2.1 TGA熱重量分析儀 39
3.2.2 DSC熱示差掃瞄卡量計 40
3.2.3 射出成型機 40
3.2.4 射出模具 41
3.2.5 模溫控制機 43
3.2.6 真空燒結爐 44
3.2.7 模流分析軟體 44
3.3 Moldflow 射出模擬 45
3.3.1 Moldflow分析模型網格前處理 45
3.3.2 短射驗證 48
3.3.3 熔合線出現位置之量測方式 48
3.3.4 絞鏈產品模具流道系統設計 51
3.3.5 撞錘產品模具流道系統設計 53
3.3.6 絞鏈產品與流道系統之網格前處理 55
3.3.7 撞錘產品與流道系統之網格前處理 56
3.3.8 充填分析結果量測 57

第四章 結果與討論 58
4.1 絞鏈產品模流分析結果 58
4.1.1 絞鏈產品原始模具設計之短射驗證 58
4.1.2 絞鏈產品原始設計之熔合線問題探討 62
4.1.3 模擬分析設計變更方案 62
4.2 撞錘產品模流分析結果 70
4.2.1 撞錘產品目前的模具設計之短射驗證 70
4.2.2 模擬分析設計變更方案 76
第五章 結論與建議 84
5.1 結論 84
5.2 建議 85
參考文獻 86

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