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研究生: 陳永坤
YUNG-KUN CHEN
論文名稱: 雙面微溝槽之薄件射出成形研究
Study on Injection Molding of Thin Plate with Double-Side Micro Grooves
指導教授: 陳炤彰
Chao-Chang A. Chen
口試委員: 楊申語
Sen-Yeu Yang
陳恩宗
Em-Jsung Chen
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: 122
中文關鍵詞: 雙面微結構微射出成形V型溝槽模造製程導光板
外文關鍵詞: Double-side micro grooves, V-grooves
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  • 本研究主要目的在探討雙面V型微溝槽射出成形之轉寫性,即微溝槽成形率的影響。本研究先進行模流分析部分,分別對單面微溝槽,雙面平行微溝槽及雙面垂直微溝槽進行充填分析,然後對單面微溝槽進行操作視窗探討,再配合田口法,探討雙面平行微溝槽之射出參數對微溝槽成形率的影響,最後進行雙面垂直微溝槽之實驗探討。實驗結果發現(1)模溫為影響微溝槽成形的最主要參數,射速為次要參數,(2)在雙面平行微溝槽與雙面垂直微溝槽的短射實驗比較中,皆發現有兩側波前超越中間波前的情況,(3)在雙面平行微溝槽最佳化參數確認實驗中,變異數分析的微溝槽成形率(Transfer Ratio of Groove, TRG)預測值與實際值誤差僅為0.28%及(4)可利用微溝槽方向與流動波前方向間的斜向角ψ之cos ψ,來判斷微溝槽在充填過程中之容易程度。由研究結果顯示微溝槽成形率主要影響因素為模溫,而不同位置的微溝槽成形率會因射速的不同而有差異,因此本研究成果未來可應用於雙面微結構之導光板等產品模造技術。


    This research is to investigate the filling effects or pattern transfer on molding replication of thin part with double-side V micro grooves by injection molding. Moldflow analysis has been implemented to simulate the filling process of single-side micro grooves, double-side parallel micro grooves (DPMG) and double-side orthogonal micro grooves (DOMG). Experimental study has been proceeded to find the operation window of injection molding of single-side micro grooves. Then the Taguchi’s method is used as design of experiments to find the significant injection parameters and to obtain the optimal settings for filling rate of DPMGs. Final experiment is to implement the injection molding of thin plate with DOMGs. Results have shown that: (1) mold temperature is the most significant factor for filling rate of micro grooves and injection speed is the second one; (2) side-edge flow fronts are always over the central flow front either in DPMGs or DOMGs during short-shot experiments; (3) the error of transfer ratio of groove (TRG) is only 0.28% of experimental value compared with the calculated value by the optimal settings of injection parameters from design of experiments of DPMGs, and (4) the cosine value of oblique angle (ψ) between the direction of flow front and micro groove can be used to justify the feasibility of filling of micro grooves. Therefore, results of this research can be explored to thin plate with double-side micro features, such as light guide plate (LGP) in backlight module of liquid crystal display (LCD) panels.

    誌謝 I 中文摘要 II 英文摘要 III 目錄 IV 圖目錄 VIII 表目錄 XII 符號表 XIII 第一章 導論 1.1 前言 1 1.2微溝槽結構於液晶顯示器產業之應用 2 1.3研究目的 3 1.4相關文獻回顧 3 1.5研究方法 8 1.6章節介紹 9 第二章 微溝槽之設計與模流分析 2.1微溝槽之參數化 14 2.2微溝槽之設計 15 2.3微溝槽之方向定義與成品設計 15 2.4微溝槽之模流分析 16 第三章 實驗設備 3.1模具設計 29 3.1.1模仁入子設計與加工 29 3.1.2頂出裝置 30 3.1.3冷卻水路設計 30 3.2全電式射出成形機 31 3.3模溫機 31 3.4烘料機 31 3.5量測儀器 31 3.6塑膠材料 32 第四章 實驗設計規劃 4.1微溝槽轉寫性定義 49 4.2微溝槽量測點位置 50 4.3實驗準備及量測取樣 50 4.4 實驗參數設定 50 4.4.1 模溫與塑料融溫 51 4.4.2射出速度與射出壓力 51 4.4.3保壓壓力與保壓時間 51 4.4.4 冷卻時間 52 4.5田口實驗設計法 52 4.6 變異數分析 54 第五章 實驗結果與討論 5.1 模流分析與短射實驗比較 61 5.2 單面微溝槽之成型操作窗結果討論 62 5.3 雙面平行微溝槽之轉寫性結果討論 62 5.3.1 應用田口法於微溝槽轉寫性之最佳化 63 5.3.2 射速對微溝槽轉寫性 67 5.4 雙面垂直微溝槽之轉寫性討論 67 5.5 微溝槽成形率與流動波前方向之討論 68 第六章 結論和未來研究方向 6.1 結論 86 6.2 未來研究方向 87 參考文獻 89 附錄 A 微溝槽幾何模型之參數化公式推導與證明 92 附錄 B 模具結構圖 98 附錄 C 曲面加工機(ULG-100) 99 附錄 D TOSHIBA EC60N-1.5Y全電式射出機 100 附錄 E VK8550 101 附錄 F Röhm Gmbh PLEXIGLAS 8N (PMMA) 102 附錄 G F ratio Values (90% confidence) 104

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