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研究生:羅威驗
研究生(外文):Wei Yan Luo
論文名稱:衣架型塗佈頭內部流道最佳化設計
論文名稱(外文):Optimization Design of Coat-hanger Inner Manifold for Slot Die
指導教授:李達生李達生引用關係
口試委員:陳清祺顏維謀鄭鴻斌陳俊維
口試日期:2016-05-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:能源與冷凍空調工程系碩士班
學門:工程學門
學類:其他工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
中文關鍵詞:狹縫式塗佈、田口法、有限元素法、最佳化
外文關鍵詞:Slot Die Coating、Taguchi Method、Finite Element Method、Optimization
相關次數:
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本文探討狹縫式塗佈機塗佈頭內的衣架型內部流道幾何結構最佳化,實驗目標為使塗佈流道出口流量更為均勻,研究分為數值模擬與塗佈實驗兩大部分。第一部分是選定四個控制因子後使用L_9 (3^4 )直交表設計實驗組合,依直交表的參數建立九組衣架型內部流道的實驗模型,接著用有限元素法進行分析求得每組實驗的塗佈出口流速,計算流速均勻度並且用田口法分析最佳的控制因子。最後比較最佳化的控制因子與原先的幾何設計流速均勻度之比較,模擬結果顯示均勻度由0.894提升到0.987,提升9%。第二部分則是製做衣架型內部流道並配合可以更換內部流道的塗佈機頭進行塗佈實驗,實驗組採用田口法最佳化後的內部流道幾何參數,對照組採用的是最佳化之前的參數,實驗結果顯示,塗佈實驗的結果與數值模擬趨勢一致,最佳化前的成膜厚度在400μm~500μm,最佳化後的內部流道可使最後的成膜厚度落在400μm~450μm之間。
In this paper, the optimization of geometry design for a coat-hanger die would be presented. The study was divided into two parts, including CFD simulation and coating experiment. It aims to increase the uniform flow rate of slot die coating by changing design parameters of coat-hanger inner manifold. CFD simulation is to build series experiments by L_9 (3^4 ) orthogonal array which is based on geometric parameters of coat-hanger inner manifold. 3D models were analyzed by finite element method to calculate the uniform flow rate of coating. The Taguchi method was adopted to find the optimal parameters. The experimental results indicated that the uniform flow rate of optimal design increased from 0.893 to 0.986, with 9% improvement. The results of coating experiments show the same tendency with CFD simulation. Film thicknesses of controlling and testing groups both located in the region of 400~500μm.
摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 塗佈技術簡介 1
1.1.1 塗佈技術的種類 1
1.1.2 自身計量式塗佈技術 2
1.1.3 預先計量式塗佈技術 4
1.1.4 內部流道設計 6
1.2 文獻回顧 8
1.3 研究背景與動機 9
1.4 研究流程 9
第二章 理論模式 11
2.1 統御方程式 11
2.2 有限元素法 13
2.3 田口法 15
2.3.1信號雜訊比 16
2.3.2 直交表設計 16
第三章 數值模擬 18
3.1 內部流道設計 18
3.2 建立模型與規劃網格 19
3.3 計算求解 21
第四章 塗佈實驗 25
4.1 工作流體 25
4.2 分析儀器 26
4.3 實驗器材 27
4.4 實驗流程 30
4.4.1 調配工作流體 30
4.4.2 塗佈機組裝與實驗平台架設 30
4.4.3 塗佈實驗與量測 31
第五章 結果與討論 34
5.1 數值模擬 34
5.1.1 直交表設計 34
5.1.2 模擬結果 36
5.2 塗佈實驗 42
第六章 結論與建議 43
6.1 結論 43
6.2建議 43
參考文獻 44
符號說明 46
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