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研究生: 劉昭宏
Chao--Hung Liu
論文名稱: 非等厚塑膠光學元件收縮補償之模流分析
Analysis of Shrinkage Compensating for Lens Mold with Non-uniform Thickness
指導教授: 黃佑民
You-Min Huang
口試委員: 許覺良
Chaug-Liang Hsu
林榮慶
Zone-Ching Lin
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: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 64
中文關鍵詞: 非球面光學塑膠鏡片動態收縮補償方法輪廓誤差田口實驗方法收縮量模流分析
外文關鍵詞: Aspherical lens
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非球面光學塑膠鏡片有輕、薄、短、小之優點,目前已被廣泛地運用在各類光學產品,而鏡片成形時的輪廓誤差與殘留應力對鏡片的品質具有關鍵性的影響,有鑑於此,本論文提出動態收縮補償方法,以期降低鏡片的輪廓誤差,改善鏡片品質。研究的方法是利用田口實驗方法配合模流分析軟體MoldFlow,找出非球面鏡片的最佳成形參數,其中探討的成形參數為模具溫度、融膠溫度、冷卻時間、射出速度、保壓時間和保壓壓力,而品質特性為鏡片中心厚度的收縮量。資料分析結果顯示保壓壓力、射出速度、模具溫度和融膠溫度影響較顯著。接著以最佳成形參數對逆向動態收縮補償後的鏡片模型做模擬分析,最後再對模擬結果進行誤差比對,比對結果顯示動態收縮補償方法確實能有效降低輪廓誤差,改善鏡片的品質。


Aspherical lens have the advantages that light, thin, short, small, and have widely used in many optoelectronics. The form error and residual stress have critical effects on the quality of the molded lens. This research aims to develop a method compensating the shrinkage of the lens individually, expected to improve the quality of the lens. First, Taguchi method was applied to optimize the process parameters which included mold temperature, melt temperature, cooling time, ram speed, packing time and packing pressure, and CAE software ‘MoldFlow’ predict the shrinkage and warpage of the lens model. The measurement of shrinkage in the middle of the lens was selected as the quality characteristics. The result showed that packing pressure, ram speed, mold temperature, melt temperature were the most effective process parameters on shrinkage. Comparing the warpage result of the compensated lens model with the original design found that the compensating the shrinkage of the lens individually can reduce form error of the molded lens indeed.

論文摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 符號索引 VIII 圖目錄 X 表目錄 XIII 第一章 導論 1 1.1. 前言 1 1.2. 研究動機 2 1.3. 研究目的 4 1.4. 論文架構 5 第二章 文獻回顧 8 2.1. 射出成形的應用 8 2.2. 非球面光學鏡片 10 2.2.1. 非球面的定義與公式 11 2.2.2. 非球面鏡片的特點 12 2.2.3. 非球面鏡片的應用 14 第三章 基本理論 18 3.1. 模流分析 18 3.1.1. 數學模式 18 3.1.2. 高分子收縮模式 20 3.2. 田口實驗計劃法 21 3.3. 變異分析(ANALYSIS OF VARIANCE, ANOVA) 26 第四章 模擬分析 30 4.1. 幾何外觀和模具設計 30 4.2. 材料特性 31 4.3. 射出成形機台 31 4.4. 田口實驗計畫法的配置 32 4.4.1. 品質特性的選定 32 4.4.2. 判定品質特性的理想機能 32 4.4.3. 決定控制因子 33 4.4.4. 選用直交表 33 4.5. 收縮率補償原理與方法 34 4.6. 輪廓誤差比對方法 35 4.7. MOLDFLOW模擬分析結果 36 4.8. 資料分析 36 4.8.1. 反應表與反應圖 36 4.8.2. 變異分析(ANOVA) 37 4.8.3. 預測最佳組合 37 4.8.4. 確認實驗 38 4.9. 輪廓誤差比對 39 第五章 結論與建議 59 5.1. 結論 59 5.2. 建議 61 參考文獻 62

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