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《電腦整合製造於硬碟支撐架之應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、電腦整合製造於硬碟支撐架之應用沈永康*，張宏榮**，李映諭**，連聖閔**，趙文汛***龍華科技大學機械工程系副教授兼系主任**龍華科技大學機械工程系學生摘要目前塑膠製品被廣泛地應用，塑膠具有質(zhì)輕、價廉、大量生產(chǎn)等特性，並可添加纖維等添加物而成為強化塑膠。塑膠製品常見的加工方式有射出成型、壓縮成型、轉(zhuǎn)注成型、吹入成型等方式，但以射出成型法最被廣泛使用。由於射出成型已經(jīng)成為現(xiàn)今塑膠加工成型的主流，面臨近年來微機電的快速發(fā)展與奈米科技的到來，更顯突出CADCAECAM整合的重要性，結構微小化、降低成本、不損失強度等，都是射出成
2、型所面臨的挑戰(zhàn)。本文以小型伺服器的硬碟支撐架為研究方向，將CADCAECAM一系列流程整合應用，於CAD是以Pro/E及I-Deas建構硬碟支撐架模型，於CAE是以MoldFlow軟體做數(shù)值模擬，CAM部份是以Cimatron軟體開發(fā)模具。實驗及模擬的製程參數(shù)分別為保壓壓力、保壓時間、射出時間、射出溫度及射出壓力，硬碟支撐架所使用的材料為ABS+PC，配合田口法L16做製程品質(zhì)最佳化，實驗以非接觸式三次元掃描機量測產(chǎn)品的翹曲量，數(shù)值模擬是以MoldFlow中Midplane模組模擬計算產(chǎn)品翹曲量。結果顯示保壓壓力為影響翹曲
3、量的最重要控制因子，針對產(chǎn)品翹曲方向與翹曲量的大小，模擬數(shù)值與實驗所得到的結果一致。關鍵字：硬碟支撐架、CADCAECAM、翹曲量一、前言近年來電子、通訊等製品均朝輕、薄、短、小的目標發(fā)展，精密度的要求越來越高。對筆記型電腦、語言翻譯機、個人數(shù)位助理器（PDA）及行動電話機殼等薄殼製品的需求日益殷切，薄殼成形的技術已成為重要的研究方向。由於薄殼製品的厚度較小，所需的成形壓力較一般傳統(tǒng)成形製品高，造成成型時壓力梯度變化太大。因成型壓力及模具溫度的不均勻分布，導致成型品產(chǎn)生收縮（Shrinkage）和翹曲變形（Warpage）
4、的現(xiàn)象。而影響產(chǎn)品品質(zhì)及尺寸的精確性主要因素為收縮和翹曲變形，包括長度方向的收縮和整體的體積收縮與變形。為應付塑膠產(chǎn)品的多樣化，及對製品逐漸趨向高精密、高品質(zhì)的要求。對於如何控制收縮率以達到精密尺寸，及避免不均勻的收縮形成的翹曲變形、凹痕（Sinkmark）所產(chǎn)生的缺陷，實有賴於塑膠之加工技術及製程不斷的改進與研發(fā)。因此，精密的塑膠加工技術將成為新世紀的前瞻技術。二、研究動機面對塑膠製品的數(shù)量與高品質(zhì)需求的大幅增加，對於塑膠成型技術也越來越高。而塑膠射出成210型製品在品質(zhì)上除了要求尺寸精確外，對於殘留應力（Residuals
5、tress）、凹痕、收縮及翹曲變形的降低，亦均是精密成型的目標。射出成型的過程是將塑膠熔液經(jīng)由交道系統(tǒng)及澆口射入模穴中，經(jīng)冷卻而固化，在此期間由於受熱的溫度不同，使得塑膠熔液分別處於流體（Fluid）、橡膠（Rubbery）與玻璃（Glass）等三種狀態(tài)。因熱脹冷縮的緣故，造成模穴內(nèi)的塑膠液體膨脹，當成型品逐漸冷卻而固化時，其體積便會產(chǎn)生收縮。在射出成型的過程中，收縮現(xiàn)象是無法避免的。因為塑膠熔液經(jīng)由加工溫度冷卻至室溫的密度變化所導致的收縮，使成型品整體與厚度截面收縮的變化所產(chǎn)生之內(nèi)應力，就如同外力作用於此成品。在成型期間，如
6、果殘留應力大到超越成型品結構的完整性，則此成型品在脫模時便會產(chǎn)生翹曲變形的現(xiàn)象。本文利用田口方法，建立一組可充分討論射出成型的充填時間、射出壓力分佈、壓力降的分佈、溫度分佈，並尋找其最佳化的結果此一結果可有效的針對射出成型的效能及產(chǎn)品做出最有利的選擇，並以電腦輔助分析尋找最佳化製程以與田口法結果做比較。三、數(shù)學模式由於射出成型是以高壓將融熔高分子射入冷模穴，待其固化成型後取出的一種塑膠加工法。在探討其數(shù)學模式時，因其牽涉到高分子推擠，流動，以及固化等行為。在分析上則可藉由連續(xù)體的觀點，通過一控容（ControlVolume）的
7、流體遵守質(zhì)量，動能及能量守恆方程式。質(zhì)量守恆(3.1)動量守恆(3.2)能量守恆(3.3)使用之流體為泛牛頓流體。射出流場的流動模擬可觀為非等溫，可壓縮非牛頓Hele-Shaw流場。在座標系統(tǒng)的定義上，忽略厚兗方向上的壓力與速度變化量，所以塑料在模穴內(nèi)的流動以二維流動方式為主。在遞送系統(tǒng)的分析則以一維圓柱座標。相對地，假定壓力與速度量在幾何特性上只為流徑的函數(shù)，與截面半徑無關。為降低問題的複雜性，基於一些合理的假設，忽略模式中影響較小的效應。以便達簡化問題。綜合前述在問題描述內(nèi)所言之假設條件，本文在射出模擬於分析層次所做的分析
8、如下：（一）塑料流動為高黏度潛變活動，因其雷諾數(shù)小於0.01，故忽略動量守恆方程式內(nèi)之慣性力及重力效應。整體射出流場以Hele-Shaw流動模式解析之。211（二）射出模擬的過程中，皆視高分子流體為非牛頓，可壓縮流體。（三）塑料密度為壓力與溫度的函數(shù)，（四）在充填過程中，由於
