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研究生: 林炎宗
Yen-Tsung Lin
論文名稱: 熱固性團狀模塑料射出模具之研發
Development of Thermoset Bulk Molding Compound Injection Mold
指導教授: 鍾俊輝
Chunhui Chung,
口試委員: 陳品詮
Pin-Chuan Chen
許春耀
Chun-Yao Hsu
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: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 121
中文關鍵詞: 團狀模塑料熱固性塑膠射出真空輔助射出成型
外文關鍵詞: BMC, Thermoset Plastic Injection, Vacuum Assisted Injection Molding
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本文探討熱固性塑膠(團狀模塑料, Bulk Molding Compound)射出模具之研發。分析射出材料(團狀模塑料)與射出成品的物理性質、塑料熱固化成型特性,以及射出成型機的成型能力。以果汁機底座為例,應用模流分析軟體(AMI, Autodesk Moldflow Insight),探討不同模式的進澆口數量與進澆口位置,影響塑料充填流動情形、塑料所需充填壓力及溫度分佈、熔接線及積風形成的位置,比較各別進澆的差異性,並選擇最適當之進澆口模式。經模流分析顯示,較多的進澆口數量及平均分布進澆口位置,可大幅降低充填結束時的壓力(約24.30 MPa),當充填結束之整體溫度與壓力較低時,射出成品之翹曲變形量有減少的趨勢。將分析結果結合模具標準規格及模具製作規範,應用於模具製作與射出成型,再分別以試模及樣品檢測,驗證模流分析與模具製作成果。此外,模流分析並無探討排氣對於成型的影響,經實際試模發現過高的射膠速度(300 cm3/sec),易造成排氣不良、積風及產生嚴重燒焦碳化現象。經實驗結果顯示當射膠速度由300 cm3/sec降低到240 cm3/sec (約降低20%),並結合抽真空輔助系統,使模腔內產生負壓狀態,可以有效改善射出材料充填流動、排氣及積風等問題所造成的成型瑕疵。本研究結果對於團狀模塑料之射出模具製作與成型技術,可提供優良的對策。


This thesis explored and studied the development of the molds of thermoset bulk molding compound injection molding by analyzing the physical properties of injection material and the molded parts as well as the characteristics of the thermoset molding of the material, and the molding capabilities of the injection molding presses. By applying the AMI, Autodesk Moldflow Insight, the number and the locations of different gating methods were analyzed to optimize the flow of filled material, filling pressure, distribution of molding temperature, and the locations where knit lines and burnings formed. After comparing the simulation results, the most suitable gating method was then chosen. Via the analysis, it was discovered that a larger number of gates and the more even distribution decreased filling pressure substantially (around 24.30Mpa) when the filling was completed. When the pressure and temperature distributions were more uniform and lower at the end of filling, it tended to reduce the warp of the molded parts. The results were then applied to mold building, combining with mold standards and tooling procedures, and to injection molding process. Tool trials and examinations of the samples were used to verify the mold flow analysis and the outcome of the mold making. Moreover, the moldflow analysis didn’t discuss the effects the venting; however, during the actual tool trials, excessively high injection pressure (300 cm3/sec) would lead to poor venting, air trapping, severe burning and carbonization. When injection pressure was lowered (at about 20%) from 300 cm3/sec to 240 cm3/sec, and vacuum systems were applied, the negative-pressured state was created in the cavities, which could greatly improve the flow of the filled material, venting, and the molding defects resulting from trapped air. The results of this study could offer a great solution to thermoset plastic injection tooling and molding technology for BMC materials.

摘要................................................i Abstract...........................................ii 誌謝..............................................iii 目錄...............................................iv 表目錄...........................................viii 圖目錄.............................................ix 符號表............................................xii 第一章 序論.........................................1 1.1 前言..........................................1 1.2 熱固性BMC塑膠簡介.............................2 1.3 熱固性BMC射出模具簡介.........................5 1.4 研究動機與目的................................7 1.5 研究方法......................................8 第二章 文獻回顧....................................10 2.1 模具溫度控制相關研究.........................10 2.2 成品表面品質與射出成型技術相關研究...........12 2.3 澆口及流道與輔助射出之相關研究...............13 2.4 塑膠材料性質與機械性能之相關研究.............14 2.5 文獻總結.....................................15 第三章 成型分析與模流分析..........................16 3.1 成型分析.....................................16 3.1.1 BMC材料之射出成型特性....................18 3.1.2 成品之物理特性分析.......................19 3.1.3 射出能力分析.............................21 3.1.4 成型分析總結.............................24 3.2 模流分析.....................................25 3.2.1 充填時間與流動分析.......................28 3.2.2 充填結束時的整體溫度分析.................29 3.2.3 充填結束時的壓力分析.....................30 3.2.4 保壓切換時的壓力分析.....................31 3.2.5 熔接線與積風分析.........................32 第四章 模具設計....................................34 4.1 模具2D設計...................................34 4.1.1 母模鑲塊平面配置.........................35 4.1.2 局部小鑲塊之設計.........................36 4.1.3 母模側頂出機構設計.......................37 4.1.4 母模側流道設計...........................38 4.1.5 公模鑲塊平面配置.........................39 4.1.6 公模側頂出及進澆口關閉機構設計...........40 4.1.7 成品倒勾處理與滑塊設計...................41 4.1.8 模具2D組立圖設計.........................43 4.1.8.1 模具組立圖之公模平面圖...............46 4.1.8.2 模具組立圖之母模平面圖...............47 4.1.8.3 模具組立圖之X-X主要斷面圖............48 4.1.8.4 模具組立圖之Y-Y主要斷面圖............49 4.1.8.5 模具材料表...........................50 4.2 模具3D設計...................................52 4.2.1 3D拆模...................................52 4.2.2 3D全模組設計.............................53 4.3 模具2D加工詳圖設計...........................55 4.4 CNC加工程式設計..............................57 第五章 模具製程與實驗規劃..........................59 5.1 模具製程規劃.................................59 5.1.1 模具製作規格及基本需求...................60 5.1.2 模具製作流程規劃.........................62 5.2 模具標準規格.................................65 5.2.1 模具標準規格及種類.......................65 5.2.2 英制模具標準規格.........................66 5.3 實驗設備及應用軟體...........................68 5.3.1 實驗設備.................................68 5.3.2 應用軟體.................................71 5.4 模具製程.....................................72 5.4.1 模具鑲塊製程.............................72 5.4.2 模座製程.................................76 5.4.3 模具拋光.................................79 5.4.4 合模修整與模具組立.......................81 5.5 模具試模及樣品檢測...........................82 5.5.1 試模設備.................................82 5.5.2 試模條件.................................83 5.5.3 試模樣品檢測.............................85 5.5.4 試模改善.................................87 第六章 結果與討論..................................89 6.1 BMC材料預熱對射出成型的影響..................90 6.2 抽真空輔助射出系統...........................92 第七章 結論與未來展望..............................94 7.1 結論.........................................94 7.2 未來展望.....................................95 參考文獻...........................................96 附錄...............................................99

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無法下載圖示 全文公開日期 2020/08/25 (校內網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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