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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:蔡明憲
研究生(外文):Ming-Hsien Tsai
論文名稱:光學透鏡射出成型中翹曲分析與預變形設計
論文名稱(外文):Warpage Analysis and Pre-deformation Design of Optical Lens for Injection Molding
指導教授:周煥銘周煥銘引用關係王松浩
指導教授(外文):Huann-Ming ChouSong-Hao Wang
口試委員:黃馨慧
口試委員(外文):Hsing-Hui Huang
口試日期:2015-06-04
學位類別:碩士
校院名稱:崑山科技大學
系所名稱:機械工程研究所
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:46
中文關鍵詞:虛擬製造再設計光學透鏡預變形塑膠射出成形
外文關鍵詞:Virtual ManufacturingRe-designConvex LensPre-deformationPlastic Injection Molding
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本研究針對汽車頭燈近光燈模組中的玻璃透鏡,進行材質由GLASS變更為PC(Polycarbonate, 聚碳酸酯)[2]後的設計研究、評估及分析可行性。目的在將頭燈產品輕量化,並且減少採購成本,降低採購時程,進而減少庫存及其管理。
研究中在於塑膠射出成形製程中,結合現代“虛擬製造”及“再設計”技術,提高實際零件/組裝及產品的精確度,降低生產成本。基本過程為︰
1. 先進行“虛擬製造優化”所得到各種塑膠射出成形條件下的變形結果,比較之後選取最佳的射出成形參數;
2. 利用“逆向工程”將“工件”經過曲面重建得到以“虛擬製造”而來的“虛擬原型”;
3. 接著進行“再設計”,將“虛擬原型”與原始的CAD模進行比較,產生補償“預變形”之CAD設計;
4. 最後進行“驗證”,來根據以上“預變形”之CAD模型,再利用電腦輔助工程分析(CAE)的軟體進行射出模流分析,得到最佳射出條件下的翹曲結果,並與原始的CAD模進行比較。反覆上述四個步驟所得到的結果進行比較,取得最佳的模型。
5. 利用電腦軟體對經過以上優化過程的鏡片進行光學類比,以確認實際效果。
本研究利用光學公式推導計算所得到的透鏡,以及車燈廠商提供實際的透鏡鏡片設計,運用以上所述的技術與方法進行研究。不僅從理論上能夠得到證實,從原始CAD模擬成形之後的模擬配光以及“再設計”的CAD在模擬成形之後模擬配光進行比較,可以將比較原始CAD的85.8%,提升到90.3%的程度,更可在之後更進一步從3D逆向檢測和光學實驗上,達到較大尺寸塑膠透鏡鏡片的成功設計,得到產品開發過程所產生的利潤。

This research is focused on low beam module of automotive head lamp projector, process design research, estimate and feasibility after changing materials from glass to PC (polycarbonate). The purpose is light weighting the head lamp products and reduce purchase cost and time to decrease stock managing.

In this research, when the process of injection pressure, combine the technique of virtual manufacturing and re-design to increase the accurately of actuality part and assembly.
Therefore:
1. First, deformation result that obtain any condition for injection pressure of “virtual manufacturing optimization”, selecting the best forming parameters after comparison.
2. Work will get virtual manufacturing of virtual prototype through surface reconstruction by using reverse engineering.
3. Processing “re-design”, and compare “virtual prototype” and original CAD model will generate compensation CAD model of “pre-deformation”.
4. According to above “pre-deformation” of CAD model, computer-aided engineering analysis (CAE) software was used to get various warping results under injection molding conditions, and also compare with original CAD model.
5. The final judgment is the Optical simulation with computer software.

The best result could be obtained by repeating five steps mentioned above and compare the results.

Therefore, the projector result of using optical formula calculation, and reality projector lens design provide by lamp factory, to make the research by the technique above describe.

This research obtain the demonstration not only by the theory, the level will increase from 85.8% to 90.3% compare the original and re-design CAD of photometric testing after imitative forming.
Also, it will get a successful design and reach the larger size of projector lens from 3D reverse and optical testing, and final to obtain the profit from processing product development.

頁數
中文摘要 ……………………………………………… i
英文摘要 ……………………………………………… ii
誌謝 …………………………………………………… iii
目錄 …………………………………………………… iv
表目錄 ………………………………………………… v
圖目錄 ………………………………………………… vi
符號說明 ……………………………………………… vii
一、 緒論
1.1 研究動機 ………………………………………… 001
1.2 透鏡之未來運用 ………………………………… 007
1.3 文獻回顧 ………………………………………… 010
1.4 本論文之研究方向 ……………………………… 015
二、 研究方法與分析及改善
2.1 問題陳述 ………………………………………… 019
2.2 設計方法 ………………………………………… 021
三、 結果與討論
3.1 原始光學透鏡檔案分析 ………………………… 035
3.2 修訂光學透鏡檔案分析 ………………………… 038
四、 結論與建議
4.1 結論 ……………………………………………… 041
4.2 建議 ……………………………………………… 043
參考文獻 ……………………………………………… 044
自傳 ……………………………………………… 046


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