澆口設計於微溝槽平板射出成形複製性研究｜國立臺灣科技大學博碩士論文系統

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研究生：	洪慧倫 Hui-Lun Hung
論文名稱：	澆口設計於微溝槽平板射出成形複製性研究 Research on Gate Design of Injection Molding for Replication of Flat Plates with Micro Grooves
指導教授：	陳炤彰 Chao-Chang A. Chen
口試委員:	楊申語 Sen-Yeu Yang 鄭逸琳 Yih-Lin Cheng
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工程學院 - 機械工程系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2009
畢業學年度：	97
語文別：	中文
論文頁數：	168
中文關鍵詞：	澆口壓力損失函數、澆口設計、微結構、射出成形、導光板
外文關鍵詞：	Gate pressure loss function, Gate, Micro features, Injection molding, Light guide plate
相關次數：	點閱：320 下載：3
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澆口是塑膠射出成形模具上很重要的一個設計，直接影響了射出成品的品質，其設計主要是為了調節熔膠流速、流量及方向來獲得好的產品品質。以澆口的位置、形狀與尺寸之設計使模穴內有最佳的流動及最小的壓力損失，依此可得到好的充填性及最小的翹曲。本研究利用電腦模流軟體Moldex3D R9.1模擬在充填時壓力損失、保壓結束時間點的壓力、以及翹曲變形量作為澆口設計的判斷依據，並分析不同澆口設計之澆口壓力損失函數(Gate pressure loss function, GPLF) δP及對翹曲之影響，另外探討澆口設計的寬度比Gw與高度比Gh對於平板射出成形之微溝槽成形率與成品平面度的品質修正，最後進行澆口修改製作及射出成形實驗驗證。研究結果顯示澆口尺寸為成品寬度30 %與高度70%的時候，可有效改善原來成品品質，使微溝槽成形率在近澆口端從77.04%增加至81.68%、成品末端從76.67%增加至78.88%，平均平面度從0.083 mm降低為0.060 mm，並發現澆口的高度設計對於其微溝槽的成形率及平面度複製性的影響較寬度大。本研究結果可應用於不同成品之澆口設計，以降低開發時間及提高成品品質，未來可依此澆口設計應用於含微結構之導光板射出壓縮成形或變模溫射出成形探討。

Gate design is one of the most important functional structures in an injection mold, as it has a direct influence on the quality of the injected products. The gate is usually designed to regulate and control the flow direction achieves for better qualities of products. The gate location, shape and dimensions can also be considered to achieve the optimal flow and low pressure loss into the mold cavity for obtaining filling rate and the minimal warpage. This research utilizes a computer-assisted engineering software – Moldex3D R9.1 to analyze the pressure loss of filling process, packing pressure and warpage. This research aims to investigate the quality improvement of the replication of micro grooves and macro flatness in injection molding of flat plates for different gate design. A gate pressure loss function δP has been developed for gate design of flat plates with micro grooves. Experimental results show that the qualities of products can be improved while the size of gate design is 30% in width and 70% in height of part. The transfer ratio of groove (TRG) increases from 77.04% to 81.68% and the average of Non-uniformity (NU) decreases from 0.083 mm to 0.060 mm. Moreover, the results also demonstrate that the height of gate is more significant than the width of gate for replication. This research can be potentially applied to gate design of the vario-thermal molding or injection compress molding of light guide plate with micro structures in the future.

摘　要	I
Abstract	II
誌　謝	III
符號表	IV
目　錄	VI
圖目錄	X
表目錄	XIV
第一章 導論	1
1.1 前言	1
1.2 研究目的與方法	7
1.3 章節介紹	9
第二章 文獻回顧	10
2.1 微結構成形相關文獻	10
2.2 澆流道設計相關文獻	18
2.3 射出成形製程及參數相關文獻	22
2.4 文獻回顧總結	26
第三章 射出成形與澆口設計	30
3.1 射出成形過程	30
3.1.1 充填階段	30
3.1.2 保壓階段	31
3.1.3 冷卻階段	31
3.2 成品設計	35
3.3 模流分析	37
3.3.1 網格建立	37
3.3.2 軟體參數視窗	38
3.3.3 節點分析	39
3.3.4 翹曲偏移量	39
3.4 澆口壓力損失函數	44
3.5 澆口設計	46
3.5.1 澆口位置	46
3.5.2 澆口型式	48
3.5.3 澆口與成品之寬高比	49
3.6 模擬分析之參數設定	55
3.7 澆口設計之模擬分析	57
3.7.1 微溝槽網格	57
3.7.2 充填階段	58
3.7.3 保壓階段	58
3.7.4 翹曲變化	59
3.7.5 澆口選擇	60
3.8 成形率與平面度量測	67
3.8.1 微溝槽成形率	67
3.8.2 成品平面度	67
第四章 實驗設備及實驗流程	71
4.1實驗設備	71
4.1.1 全電式射出成形機	71
4.1.2 模溫機	71
4.1.3 烘料機	72
4.1.4 塑膠材料	72
4.2 量測儀器	76
4.2.1 雷射3D共軛焦(Confocal)顯微鏡	76
4.2.2 三次元座標量測儀	76
4.3 取樣位置及量測方法	81
4.3.1 實驗準備及量測取樣	81
4.3.2 微溝槽成形率量測	81
4.3.3 平面度量測	82
4.4 模具設計	85
4.4.1 澆流道系統	85
4.4.2 冷卻系統	86
4.4.3 頂出系統	86
4.4.4 模仁入子溝槽深度量測	87
4.5 實驗流程規劃	92
4.5.1 模擬分析	92
4.5.2 射出實驗	93
第五章 結果與討論	95
5.1 成形視窗實驗	95
5.2 模流分析與射出成形短射實驗比對	97
5.3 射出成形實驗比對	99
5.3.1 射出實驗微溝槽成形率量測	99
5.3.2 射出實驗尺寸平面度量測	99
5.3.3 模擬與實驗比對分析結果	100
5.4 新澆口之射出參數	104
5.5 微溝槽成形率探討	108
5.5.1 模具溫度影響	108
5.5.2 其它位置微溝槽	109
5.6 平面度探討	113
第六章 結論與建議	116
6.1 結論	116
6.2 建議	118
參考文獻	119
附錄A  FANUC ROBOSHOT α15-iA機台規格	124
附錄B  ASAHI DELPET 80NH材料性質表	125
附錄C 雷射3D共軛焦顯微鏡(KEYENCE VK8550)	126
附錄D 三次元座標量測儀	127
附錄E 固定側入子圖[2]	128
附錄F 可動側入子圖[2]	129
附錄G 模具爆炸圖	130
附錄H 原始流澆道入子	131
附錄I  新流澆道入子	132
附錄J  可動側入子第一段微溝槽尺寸圖[2]	133
附錄J1 可動側入子第二段微溝槽尺寸圖[2]	134
附錄J2 可動側入子第三段微溝槽尺寸圖[2]	135
附錄J3 固定側入子第一段微溝槽尺寸圖[2]	136
附錄J4 固定側入子第二段微溝槽尺寸圖[2]	137
附錄J5 固定側入子第三段微溝槽尺寸圖[2]	138
附錄K 模流分析網格版本	139
附錄L 模流分析比較圖	140
附錄M 微溝槽hs量測圖	143
附錄N 微溝槽hc量測圖	144
附錄O 成品3D量測圖	145
作者介紹	151

                                

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