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《射出成型應(yīng)用於導(dǎo)光板之制程研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、射出成型應(yīng)用于導(dǎo)光板之制程研究2004-9-23--------------------------------------------------------------------------------吳政憲*、蘇義豊、吳世民、林忠志大葉大學(xué)機械與自動化工程研究所塑料工業(yè)技術(shù)發(fā)展中心一、中文摘要現(xiàn)代塑料成品加工所需求的是多樣變化、精密度高、成型周期短等特性，為了達到這些特性，對于各制程參數(shù)控制實具有決定性的關(guān)鍵。因此本研究主要目的是運用CAE模擬與田口實驗的方法，以射出成型方式針對導(dǎo)光板制程參數(shù)作研究。在傳統(tǒng)射出成型
2、之模具設(shè)計上，多以憑借著經(jīng)驗豐富的技師來設(shè)計，但因加工技術(shù)與成品少量多樣的需求，若只由經(jīng)驗傳承與試誤法作模具修補，所需之時間與成本實為現(xiàn)階段之發(fā)展所不能負荷，因此在研究上，我們運用模擬輔助作模流分析，以獲得較佳之模具設(shè)計，降低設(shè)計成本。且經(jīng)由研究中，我們獲得各參數(shù)對成品質(zhì)量之影響，同時也能經(jīng)由分析達到最佳之質(zhì)量控制，在相關(guān)的研究與業(yè)界對射出成型技術(shù)上具有相當(dāng)程度之貢獻。二、簡介本研究主要是運用射出成型方式，對導(dǎo)光板之制程參數(shù)作研究。其研究方法是以田口實驗的方法，同時對C-Mold之模擬與實驗作比較，并求得最佳反應(yīng)質(zhì)量之制程
3、參數(shù)。其研究主題包括二方面:(1)田口規(guī)劃部分將27組之直交組合分別以仿真與實驗的方法進行比較，了解模擬與實驗結(jié)果之差異;并在模擬與實驗兩種方式下獲得最佳參數(shù)組合，并探討各成型參數(shù)對成品質(zhì)量之影響。(2)模具設(shè)計與短射實驗部分以C-Mold來輔助模具設(shè)計;并利用短射實驗比較模擬與實驗兩方法之注塑流動情形。研究結(jié)果顯示，影響成品質(zhì)量最重要的因素是保壓壓力，其次是保壓時間，在考慮適當(dāng)水平配置及排除其因子間之交互作用直交配置下實驗，我們可獲得25ìm以下之收縮量與翹曲量，對成品之質(zhì)量而言，此研究確實具有貢獻。三、研究方法1.應(yīng)用
4、田口法的步驟(1)先選擇影響成品相關(guān)之制程參數(shù)，并決定適當(dāng)之水平(2)選取L27之直交表(3)對直交表所列之各組以C-Mold進行模擬(4)對直交表所列之各組以射出機進行實驗(5)進行27組之模擬值與實驗值比較(6)進行因子效果計算繪制響應(yīng)圖，選擇最佳之參數(shù)組合(7)進行ANOVA分析，獲得各參數(shù)對成品質(zhì)量反應(yīng)之貢獻度，同時依響應(yīng)之最佳組合推定其最佳理論值(8)依最佳理論值作確認實驗(9)對模擬與實驗所得到之最佳理論值與最佳組合之實驗值分別進行比較。(10)分析結(jié)果四、實驗設(shè)備本研究實驗設(shè)備主要包含射出機、模具、量測設(shè)備和
5、壓力擷取系統(tǒng)四大部分，如圖一所示。以下分別作介紹:1.射出機:如圖一(a)所示為本實驗向塑料技術(shù)發(fā)展中心所借用之TOSHIBAIS-220GN射出成型機，此系統(tǒng)行程320mm～260mm螺桿直徑為50mm，制程控制有射出速度、保壓壓力、射出行程、壓縮單元、冷卻時間等。2.模具系統(tǒng):如圖一(b)所示，本模具兼具射出與射壓功能[1]，且依實驗壓力量測之需求，設(shè)計成兩具鏡面加工之模仁，并于模仁中設(shè)置冷卻水道，且為求得完整之成品表面，故以整具模仁為頂料設(shè)計。3.量測系統(tǒng):圖一(c)所示，為CNC銑床(精度0.1靘)、杠桿量表(精度
6、0.2靘)與自制特殊夾具配合之量測系統(tǒng)，在量測的規(guī)劃上為了防止成品因夾持之作用而致影響量測，故特別設(shè)計此付夾具。另外在量測取點上，我們以平均幾何形狀之方式，坐標值共取48點，再將得到之?dāng)?shù)據(jù)經(jīng)坐標曲面軟件(矩陣形式之坐標轉(zhuǎn)換)以最小平方面之原理，來獲得正向、負向與平方面間之差距，即我們所求之翹曲量。五、實驗材料與量測條件1.實驗材料:本實驗所選用塑料材料是日本進口聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA俗稱壓克力)材料，其特性為非結(jié)晶樹脂材料，具有無色透明的光學(xué)特性與良好之熱加工性。2.量測條件:(1)于射出件外表呈穩(wěn)定狀態(tài)后，再持續(xù)進行
7、射出50件，這時才開始采用量測用射出件，并考慮射出件之周期性，因此以奇數(shù)編號為量測成品之取樣。(2)成品射出后置放1星期。(3)溫度保持在20℃-25℃之間。六、模具設(shè)計本模具設(shè)計，考慮到導(dǎo)光板之導(dǎo)光側(cè)與厚度變化不均之限制條件，為了取得證明，于是在思考上，我們以等體積之原理來聯(lián)想其最佳之充填位置為設(shè)計要件如圖二(a)。一般對于板件之澆口設(shè)計，都會采用薄板澆口[2][3]，主要是為了獲得較均勻之充填，以減少翹曲之產(chǎn)生。澆口寬度約為6.4至25%之模穴側(cè)邊長度。而本模具之澆口尺寸設(shè)計是以寬13.1mm、16mm、20mm三種尺
8、寸，入口厚度2mm及1.5mm兩種尺寸來進行仿真，結(jié)果顯示2mm入口厚度及寬度20mm對流動所造成之收縮翹曲為最小。冷卻水道設(shè)計主要是模具成形空間表面的溫度分布，因水管的大小、配置、水溫差異而改變，但若其模溫變化在6.6℃(52.65℃~69.25℃)溫度差在某一成形條件上也許充分，但殘留之內(nèi)部應(yīng)力，對
