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研究生:施勁霆
研究生(外文):Ching-Ting-Shih
論文名稱:CAE應用於刮鬍刀片架翹曲改善之研究
論文名稱(外文):Study on the Warpage Reduction of Razor Blade Frame by CAE Analysis
指導教授:韓麗龍韓麗龍引用關係
口試委員:張仁安施議訓
口試日期:2016-07-24
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:製造科技研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:104
中文關鍵詞:位移、田口方法、變異數分析、S/N比、信心水準、信賴區間
外文關鍵詞:displacementTaguchi methodanalysis of varianceS/N ratioconfidence levelconfidence intervals
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本論文使用Moldex3D CAE軟體進行模擬分析,並以田口方法探討刮鬍刀片架的位移改善。首先採用L8(27)直交表進行干擾實驗,結果顯示保壓壓力、澆口直徑與塑料溫度為影響較大的干擾因子。以L18 (21x37)直交表搭配L4(23)外直交表進行主實驗,結果顯示影響產品位移的重要因子分別為:保壓時間、保壓壓力、塑料溫度、澆口直徑。再利用變異數分析進行S/N比與品質特性統整,在信心水準之下,結果顯示影響產品位移量的重要因子與田口方法的分析結果是完全吻合的。之後更進一步利用信賴區間計算來評估因子效應的誤差,結果發現預測值與實驗計算值皆在容許誤差範圍內,顯示本實驗具一定可信度。優化結果顯示:Z方向的位移量由0.1031mm改善至0.0381mm,改善率為63%;而總位移由0.1039mm改善至0.0405mm,改善率為61%。
In this paper, to improve the displacement of razor blade frame by Moldex3D CAE analysis with Taguchi Methods. L8 (27) orthogonal array was used to implement the noise experiments. Results show that the packing pressure and gate diameter and melt temperature are the most important noise factors. The inner orthogonal array L18 (21×37) and outer orthogonal array L4(23) were combined in main experiment, the results showed that the important factors on the product displacement are the packing time, packing pressure, melt temperature and the gate diameter. Analysis of variance(ANOVA) was used for S/N ratio and the quality characteristics, the results showed that the important factors on the product displacement is match with the analysis of Taguchi Methods under confidence level. The confidence intervals were calculated to evaluate the errors of the factors. The results showed that the predictive value and experimental one are in a good agreement. It indicates that this study results are accurate. Optimization results show that: the displacement in the Z direction improved from 0.1031mm to 0.0381mm, improvement rate was 63%; the total displacement improved from 0.1039mm to 0.0405mm, improvement rate was 61%.
摘 要 i
ABSTRACT ii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
第二章 文獻探討 3
2.1 文獻回顧 3
2.2 PC材料 5
2.3 射出成型製程 6
2.4 成型的控制參數 8
2.5 翹曲變形的原因 10
2.6 田口品質工程 11
2.6.1 干擾因子 11
2.6.2 品質特性與理想機能 12
2.6.3 變異數分析 13
2.6.4 反應值的信賴區間 15
2.6.5 確認實驗 15
第三章 研究方法 18
3.1 研究流程 18
3.2 模擬分析前處理階段 20
3.2.1 產品規格 20
3.2.2 模穴及澆口型式 21
3.2.3 水路型式 23
3.2.4 模具網格化 24
3.2.5 成型材料 25
3.2.6 決定成型參數 27
3.3 田口實驗方法 30
3.3.1 品質特性與理想機能 30
3.3.2 控制因子水準設定 30
3.3.3 干擾因子 31
3.3.4 田口方法主實驗 33
第四章 結果與討論 36
4.1 原始製程的分析結果 36
4.2 干擾實驗分析 39
4.3 田口主實驗分析結果 41
4.3.1 Z方向的S/N比的因子反應表及反應圖 41
4.3.2 Z方向位移的品質特性反應表及反應圖 43
4.3.3 總位移的S/N比的因子反應表及反應圖 44
4.3.4 總位移的品質特性反應表及反應圖 45
4.4 變異數分析 47
4.4.1 Z方向位移的S/N比變異數分析 47
4.4.2 Z方向位移的品質特性變異數分析 48
4.4.3 總位移的S/N比變異數分析 49
4.4.4 總位移的品質特性變異數分析 50
4.5 確認實驗 51
4.5.1 控制因子分類 51
4.5.2 確認實驗 52
第五章 結論與未來展望 60
5.1 結論 60
5.2 未來展望 61
參考文獻 62
1.G. McKibben,吉列傳奇 : 稱霸全球的刮鬍刀之王,遠流,2000
2.S. J. Liao, D. Y. Chang, H. J. Chen, “Optimal process conditions of shrinkage and warpage of thin-wall parts”, Polymer Engineering and Science, vol. 44, no. 5, 2004, pp. 917-928.
3.H. Oktem, T. Erzurumlu and I. Uzman, “Application of Taguchi optimization technique in determining plastic injection molding process parameters for a thin-shell part”, Materials and Design, vol. 28, 2007, pp. 1271-1278.
4.C. P. Chen, M. T. Chuang, Y. H. Hsiao, “Simulation and experimental study in determining injection molding process parameters for thin-shell plastic parts via design of experiments analysis”, Expert Systems with Applications, vol. 36, 2009, pp. 10752-10759.
5.X. Li and H. Liu, “Optimization of injection molding process parameters based on Taguchi design of experiment”, Applied Mechanics and Materials, vol. 233, 2012, pp. 335-338.
6.賴政宏,田口實驗與CAE分析應用於FPC膠芯翹曲之研究,碩士論文,國立台北科技大學,台北,2012。
7.陳致成,CAE分析應用於行動碟外殼之超音波熔接線位移量改善研究,碩士論文,國立台北科技大學,台北,2015。
8.松金幹夫,賴耿陽譯者,聚碳酸酯樹脂原理與實用,復漢,1992。
9.張永彥,塑膠模具設計學,台北:全華圖書股份有限公司,2008。
10.羅壬成,模流分析與射出成型控制參數的優化,碩士論文,國立交通大學,新竹,2006。
11.謝慶雄,模流分析基礎入門,勤益科技大學講義,2007。
12.李輝煌,田口方法品質設計的原理與實務,新北市:高立圖書有限公司,2011。
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