臺灣博碩士論文加值系統

3C產品在組裝技術上，超音波熔接的應用相當的普及，在驗證產品功能、安全及品質，落地實驗為評估該產品功能的重要指標，但近年來各國際大廠對產品的安全性特別重視，所以開始要求測試超音波熔接後的強度，故本研究主要在探討塑料因料溫過高造成熱裂解及添加二次料對超音波熔接後強度的影響。
研究中利用Teijin PC料，採用正三角形的熔接線設計配合料溫300℃、320℃、340℃、360℃及100%原料、80%原料+20%二次料、60%原料+40%二次料、100%二次料和0.4mm、0.5mm熔接線高度設計，交叉組配後共32種條件進行數據的分析及探討。
研究結果顯示，在相同二次料比例下，利用改變料溫，拉拔試驗後所得到的數據顯示，當料溫提高時，拉拔強度則呈現下降的趨勢。在相同料溫下，透過改變二次料比例，拉拔試驗後所得到的數據顯示，當添加二次料的比例增加時，拉拔強度則呈現不規則的趨勢。改變熔接線的高度，拉拔試驗後所得到的數據顯示，當添熔接線的高度增加時，拉拔強度則呈現下降的趨勢。綜合上述結果影響超音波熔接後強度，其中過高的料管溫度影響較大，二次料比例影響次之。

Ultrasonic welding technology is popular in 3C product assembling. Product safety has become an important issue in recent years, therefore, the welding strength test become a necessary test for product safety.
In this study, PC produced by Teijin added specific percentage (20%, 40% and 100%) of secondary material was used to discuss the effects of welding strength in different melt temperature(320℃, 340℃ and 360℃).
The results shows that in the same percentage of secondary material, the tensile strength increased while increasing the melt temperature, to increase the percentage of secondary material the tensile strength will be un-predictable, with different height of welding, the tensile strength will decrease while raising the height of welding line. Therefore, we can found that the strength of ultrasonic welding was influenced by melt temperature more than the percentage of secondary material.

摘要.....I
Abstract.....II
致謝.....III
目錄.....IV
表目錄.....VI
圖目錄.....VII
第一章 緒論.....1
1-1 前言..... 1
1-2 高分子材料簡介.....1
1-3 塑膠次料UL的定義.....2
1-4 文獻回顧.....3
1-5 研究動機與目的.....4
1-6 本文架構.....5
第二章 超音波熔接簡介.....8
2-1聲音與超音波定義.....8
2-2超音波的特性.....8
2-3超音波的應用.....9
2-4超音波熔接原理.....9
2-5超音波熔接機參數說明.....11
2-6超音波熔接線設計.....12
2-7超音波熔接常見問題與對策.....13
第三章 實驗設備與方法.....25
3-1實驗設備.....25
3-2材料種類及特性.....26
3-2-1原料.....26
3-2-2 次料的選用.....27
3-3實驗方法.....27
3-4機械性質測試.....28
第四章 實驗結果與討論.....40
4-1前言.....40
4-2熱重分析結果.....40
4-3料管溫度對超音波強度的影響.....40
4-4二次料比例對超音波強度的影響.....43
4-5熔接量對超音波強度的影響.....45
4-6討論.....47
第五章 結論及未來展望.....69
5-1結論.....69
5-2未來展望.....69
參考文獻.....71
 
表目錄
表1-1 落下試驗標準規格.....6
表2-1 樹脂與加壓力、振動幅度間的關係.....16
表2-2 各種材質適用之輔助化學溶劑.....16
表2-3 超音波熔接塑膠材質配置表.....17
表3-1 樺欽HC-80SE微電腦省能源伺服泵射出成型機規格表.....29
表3-2 華欽HC-160SE微電腦省能源伺服泵射出成型機規格表.....29
表3-3 長榮超音波機EGW-2018規格表.....30
表3-4 順瀅插拔力測試機Model：1220S規格表.....30
表3-5 Teijin MN-3600HA材質物性表.....31
表3-6 實驗組別表.....32
表4-1 成品超音波強度破壞數值表-1/2（0.4mm熔接量）.....48
表4-2 成品超音波強度破壞數值表-2/2（0.4mm熔接量）.....49
表4-3 成品超音波強度破壞數值表-1/2（0.5mm熔接量）.....50
表4-4 成品超音波強度破壞數值表-2/2（0.5mm熔接量）.....51
 
圖目錄
圖1-1 泛用塑膠、泛用工程塑膠、高性能工程塑膠的分類.....7
圖1-2 機械特性與熱塑性塑膠次料比料關係示意圖.....7
圖2-1 波的種類.....18
圖2-2 聽覺限度圖.....18
圖2-3 空氣、水、鐵中音波頻率與波長的關係.....19
圖2-4 超音波應用功能.....19
圖2-5 超音波熔接機基本構造圖.....20
圖2-6 常見塑膠材料的熔接特性比較表.....20
圖2-7 壓力與超音波輸出的關係.....21
圖2-8 熔接線結構型式（階梯尖式）.....21
圖2-9 熔接線結構型式（剪切式）.....22
圖2-10 熔接線結構型式（斜切式）.....22
圖2-11 熔接線結構型式（峰谷尖式）.....23
圖2-12 咬花面設計示意圖.....23
圖2-13 超音波熔接後有咬花與無咬花比較圖.....24
圖3-1 樺欽HC-80SE微電腦省能源伺服泵射出成型機.....33
圖3-2 樺欽HC-160SE微電腦省能源伺服泵射出成型機.....33
圖3-3 Top case樣品模模具（一模一穴）.....34
圖3-4 Top case成品尺寸圖.....34
圖3-5 Bottom case樣品模模具（一模一穴）.....35
圖3-6 Bottom case成品尺寸圖.....35
圖3-7 模溫機.....36
圖3-8 長榮超音波機EGW-2018.....36
圖3-9 順瀅插拔力測試機Model：1220S.....37
圖3-10 熱重分析儀Perkin Elmer TGA7.....37
圖3-11 粉碎機.....38
圖3-12 攪拌機.....38
圖3-13 熔接線設計圖.....39
圖4-1 100%原料TG熱分析圖.....52
圖4-2 100%原料TG熱分析圖（10％重量損失）.....52
圖4-3 80%原料+20%二次料TG熱分析圖.....53
圖4-4 80%原料+20%二次料TG熱分析圖（10％重量損失）.....53
圖4-5 60%原料+40%二次料TG熱分析圖.....54
圖4-6 60%原料+40%二次料TG熱分析圖（10％重量損失）.....54
圖4-7 100%二次料TG熱分析圖.....55
圖4-8 100%二次料TG熱分析圖（10％重量損失）.....55
圖4-9 100%原料與不同料溫的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....56
圖4-10 100%原料與不同料溫的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....56
圖4-11 80%原料+20%二次料與不同料溫的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....57
圖4-12 80%原料+20%二次料與不同料溫的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....57
圖4-13 60%原料+40%二次料與不同料溫的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....58
圖4-14 60%原料+40%二次料與不同料溫的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....58
圖4-15 100%二次料與不同料溫的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....59
圖4-16 100%二次料與不同料溫的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....59
圖4-17 300℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....60
圖4-18 300℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....60
圖4-19 320℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....61
圖4-20 320℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....61
圖4-21 340℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....62
圖4-22 340℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....62
圖4-23 360℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.4mm熔接量）.....63
圖4-24 360℃料溫與不同二次料比例的拉拔強度比較（0.5mm熔接量）.....63
圖4-25 料溫300℃與對不同熔接量的拉拔強度比較.....64
圖4-26 料溫320℃與對不同熔接量的拉拔強度比較.....64
圖4-27 料溫340℃與對不同熔接量的拉拔強度比較.....65
圖4-28 料溫360℃與對不同熔接量的拉拔強度比較.....65
圖4-29 100%原料與對不同熔接量的拉拔強度比較.....66
圖4-30 80%原料+20%二次料與對不同熔接量的拉拔強度比較.....66
圖4-31 60%原料+40%二次料與對不同熔接量的拉拔強度比較.....67
圖4-32 100%二次料與對不同熔接量的拉拔強度比較.....67
圖4-33 拉拔測試後斷面圖.....68
圖4-34 拉拔測試曲線圖.....68
圖4-35 拉拔強度綜合比較（0.4mm熔接量）.....69
圖4-36 拉拔強度綜合比較（0.5mm熔接量）.....69

1、高橋勘次郎，1978，高週波工業應用技術，復漢出版社。
2、賴耿陽，2005，超音波工學，復文書局。
3、陳熹棣，1995，高週波基礎理論與應用-焠火、微波加熱、電漿、超音波，全華科技圖書股份有限公司。
4、島川正憲，1975，高週波工學，芳山印刷株式會社。
5、張榮語，1995，射出成型模具設計-材料特性，高立圖書有限公司。
6、劉士榮，2005，高分子流變學，滄海書局。
7、林敏龍，2010，ABS添加二次料之機械性質研究，國立台北科技大學碩士論文。
8、劉泰村，2011，聚碳酸酯回收料多次再製機械性質研究，國立台北科技大學碩士論文。
9、梁嘉勝，2009，探討ABS樹脂原材料添加二次回收再生材料之性質影響與最適化添加比研究，私立中原大學碩士論文。
10、吳孟倫，2007，超音波熔接用聲學喇叭之分析與應用，國立虎尾科技大學碩士論文。
11、侯旭光，2001，超聲波塑料焊接工藝參數之研究，哈爾濱工業大學碩士論文。
12、鄧瑩瑩，2004，超聲波塑料焊接區域材料熔接行為之研究，大連理工大學碩士論文。
13、黃世欣、許丕明、邵明偉，2008，ABS回收料機械性質探討，中華民國高分子學會年會暨奈米高分子材料國際研討會。
14、蘇冠樺、林佳弘、林志清，2005，經多次回收加工之聚醯胺6工程塑膠之物性，高分子研討會，清華大學。
15、台北市鋼琴調音業職業工會網頁：http://tpta.myweb.hinet.net/untitled11.html
16、長榮超音波股份有限公司：http://www.evergreen-taiwan.com/chinese/index.html
17、天環超音波股份有限公司：http://www.t-h.com.tw/21.htm
18、電子製造工作狂人http://findliving.blogspot.tw/2008/11/ultrasonic-welding.html
19、百度文庫，【超聲波焊接結構設計】，網路資料http://wenku.baidu.com/view/41265c69011ca300a6c39010.html
20、百思，【關於超聲波結構設計要點】，網路資料http://www.baisi.net/viewthread.php?tid=887120