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------------------------------------------------------------------------ 第 1 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0006-1401201116080900
論文名稱(中文) 羊毛氈針筆產品與模具開發之研究
論文名稱(英文) The Research of Felt-Needle Product and Mold Design
校院名稱 國立台北科技大學
系所名稱(中) 製造科技研究所
系所名稱(英) Graduate Institute of Manufacturing Technology
學年度 99
學期 1
出版年 100
研究生(中文) 翁世宏
學號 97568014
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2011-01-03
論文頁數 131頁
口試委員 指導教授-周文祥
委員-鍾文仁
委員-韓麗龍
關鍵字(中) Moldflow
體積收縮
最佳化設計
關鍵字(英) Moldflow
Shrinkage
Optimal design
學科別分類 學科別應用科學機械工程
中文摘要 塑膠產品設計之趨勢已朝向利用3D CAD軟體輔助設計、CAE軟體輔助產品設計之可行性驗證與利用實驗手法縮減產品製作成本並提高產出良率。本研究之羊毛氈針筆產品因本身具有針氈露出長度過長、產品外徑過大、內部空閒空間過多、產品重量過重等問題,故需要進行產品設計變更與改良。
研究中主要利用Moldflow 模流分析軟體輔助塑膠產品之開發設計,模流分析在本論文的應用從產品樣式開發開始、並包括澆口設置、流道系統配置、充填最佳化、保壓最佳化、冷卻最佳化與翹曲變形分析等,以提供原始與變更設計比較之參考。
從模流分析結果發現得知,最佳化澆口尺寸為2.0 mm;此外可藉由調整次流道進口端尺寸可達到流動平衡;同時冷卻水路對於產品翹曲變形之大小沒有太大影響。影響產品體積收縮之重要因素包括保壓壓力、熔膠溫度、射出時間等製程參數影響產品之體積收縮。最後由Moldflow模擬分析得到找出最佳化參數,並與實際射出結果比較,發現兩者體積收縮趨勢相同,驗證模流分析軟體輔助產品開發設計的應用,除可減少不必要試模成本外,亦可提供設計的經驗法則。而產品產出結果顯示,產品之線性收縮率皆在2 %以內。其中,以筆頭產品之最大外徑線性收縮率較大之原因,主要來自於利用強制頂出方式脫模所導致;原始設計之產品重量為35 g,經最佳化設計後之產品重量已縮減為13 g。
英文摘要 The Plastic product design trend has been toward the using 3D CAD software, CAE software, verify the feasibility of supporting product design and using experimental techniques to reduce production costs and increase product output yields. The felt-needle product has some issues as like felt-needle exposed too long, product diameter too large, the free space inside too much and the product weight overweight. Hence, product need to do design change and improvement.
On this study, we using Moldflow software supporting the development of plastic product design. Moldflow analysis on this study application of product styles design, and including gate settings, runner system settings, filling optimization, packing optimization, cooling optimization, warpage optimization analysis and provide a reference for comparison.
It was found from the Moldflow analysis that the best of the gate size of 2.0mm, then can find runner balance by tuning secondary runner size, at the same time that cooling channel has little impact with warpage. There are several important factors for Shrinkage effect, include packing pressure, melt temperature, injection time and other process factors. Finally, obtained best parameters by the Moldflow analysis, and then compare the results with actual injection and found the same trend between volume shrinkage. Moldflow verification assisted product development anddesign applications. In addition to test mode to reduce unnecessary costs and also provide the design rules of thumb.
論文目次 目 錄

中文摘要……………………………………………………………………………….i
英文摘要……………………………………………………………………................ii
誌謝…………………………………………………………………………...............iii
目錄……………………………………………………………………………………iv
表目錄……………………………………………………………………………….viii
圖目錄………………………………………………………………………………viiii
第一章 序論…………………………………………………………………………..1
1.1 研究背景…………………………………………………..........................1
1.2 研究動機……………………………………………….............................1
1.3 研究目的……………………………………………….............................4
1.4 研究方法…………………………………………………..........................4
1.5 論文架構………………………………………………............................ 5
第二章 文獻回顧 .6
2.1 塑膠材料簡介 .6
2.2 各種塑膠材料的特性與用途 .7
2.2.1 PC塑膠 .8
2.2.2 PP塑膠 .8
2.2.3 ABS塑膠 .8
2.3 羊毛氈固定筆材質探討 .9
2.4 文獻回顧 .9
第三章 理論分析與實驗規劃 ...17
3.1羊毛針氈固定筆模型頗析 ..18
3.2羊毛針氈固定筆設計變更說明 ..20
3.2.1 羊毛針氈固定筆設計變更遭遇問題 ..20
3.2.2 羊毛針氈固定筆設計變更過程說明 ..20
3.3 射出成型技術簡介 ..28
3.4 塑膠流體理論分析與理論基礎 ..30
3.5 模流分析流程說明 ..33
3.5.1 模流分析前準備 ..34
3.5.2 分析模型準備 ..35
3.5.3 分析材料選擇 ..41
3.5.4 冷卻最佳化設計 ..43
3.5.5 保壓最佳化設計 ..45
3.5.6 翹曲變形最佳化設計 ..45
3.6 魚骨圖繪製 ..47
3.7 田口實驗設計簡介 ..48
3.7.1 田口式直交表定義 ..49
3.7.2 S/N定義 ..49
3.8 實驗設備介紹 ..52
3.8.1 射出成型機 ..52
3.8.2 烘料機 ..52
3.8.3 電子天平 ..53
3.8.4 模具 ..54
第四章 結果與討論 ..57
4.1 充填最佳化分析 ..57
4.1.1 澆口位置與流道系統設置 ..57
4.1.2 流道系統測試與選擇 ..59
4.1.3 流動平衡分析 ..61
4.1.4 家族模穴充填測試 ..62
4.1.5 不同澆口尺寸之射出結果 ..64
4.1.6 不同射出速度對產品的影響 ..67
4.1.7 最佳充填時間測試 ..70
4.2 保壓最佳化分析 ..71
4.2.1 保壓曲線找尋 ..72
4.2.2 擠壓時間與持壓時間測試 ..76
4.2.3 保壓壓力之尋找 ..77
4.2.4 運用田口實驗尋找最佳參數組合 ..78
4.2.5 溫度對產品體積收縮差異之影響 ..81
4.2.6 壓力對產品體積收縮差異之影響 ..83
4.2.7 時間對產品體積收縮差異之影響 ..86
4.2.8 冷卻時間對產品體積收縮差異之影響 ..89
4.2.9 最佳化之體積收縮結果 ..91
4.3冷卻最佳化分析 ..93
4.3.1 冷卻水路配置說明 ..94
4.3.1.1 模具溫度分佈狀況檢視 ..95
4.3.1.2 模具溫度分佈檢視 ..96
4.3.1.3 產品凝固層產生分佈情況檢視 ..97
4.3.1.4 產品頂出時間預測 ..98
4.3.2 冷卻水路修改配置-第一次修改 .99
4.3.2.1 模具溫度分佈狀況檢視 100
4.3.2.2 模具溫度差異Profile檢視 101
4.3.2.3 產品冷卻層產生分佈情況檢視 102
4.3.2.4 產品頂出時間預測 103
4.3.3 冷卻水路修改配置-第二次修改 104
4.3.3.1 模具溫度分佈狀況檢視 105
4.3.3.2 模具溫度差異Profile檢視 106
4.3.3.3 產品冷卻層產生分佈情況檢視 107
4.3.3.4 產品頂出時間預測 108
4.3.4 冷卻水路修改配置-第三次修改 109
4.3.4.1 模具溫度分佈狀況檢視 110
4.3.4.2 模具溫度差異Profile檢視 111
4.3.4.3 產品冷卻層產生分佈情況檢視 112
4.3.4.4 產品頂出時間預測 113
4.3.5 冷卻最佳化結果 114
4.4翹曲變形分析 116
4.5產品產出結果 119
4.5.1 實際模具設計結果 119
4.5.2 實際產出之成品結果 121
第五章 結論與未來展望 126
5.1結論 126
5.2未來展望 126
參考文獻 128
作者簡介 131
參考文獻 參考文獻

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------------------------------------------------------------------------ 第 2 筆 ---------------------------------------------------------------------
系統識別號 U0006-2506201012314400
論文名稱(中文) 熔膠翻轉技術應用於醫療安全吊環成形之研究
論文名稱(英文) A Study of Melt-Flipper Technology on Molding Medical Safe Clip
校院名稱 國立台北科技大學
系所名稱(中) 製造科技研究所
系所名稱(英) Graduate Institute of Manufacturing Technology
學年度 98
學期 2
出版年 99
研究生(中文) 邱廉翔
學號 97568045
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2010-06-17
論文頁數 92頁
口試委員 指導教授-韓麗龍
委員-楊申語
委員-黃招財
關鍵字(中) 醫療安全吊環
翻轉式流道
CAE模流分析
射出速度
關鍵字(英) medical safe clip
Melt-Flipper technology
moldflow analysis
injection speed
學科別分類 學科別應用科學機械工程
中文摘要   醫療安全吊環(medical safe clip, MSC)為醫療搬運輔助器中的一個重要零件,除了需要有高的承載力外,每一個吊環的承載力也必須穩定一致。在直進式流道的射出成形中,熔膠從射嘴到模穴的充填過程中往往會有許多不確定的因素干擾,將造成品質的不穩定,進而影響醫療安全吊環結構強度與承載力。
本實驗將設計兩種不同的流道型式:(1)翻轉式流道技術(Melt-Flipper Technology),(2)直進式流道。分別針對兩種流道進行CAE模流分析、模具製作、射出成形、與吊環承載力實驗。最後比較兩種流道在不同成形參數下,對吊環的承載力及承載穩定性之影響。
由CAE模流分析結果顯示,使用翻轉式流道技術成形之吊環,流道斷面的熔膠溫度較為均勻。在實際射出實驗中,射出速度較高時,翻轉式流道成形之吊環承載力較大。然而較高的射速會在吊環表面產生與流動方向垂直之流痕(flow mark)。當射出速度在較低的情況,兩種流道之吊環承載力差異不大,但吊環比在高射速時有較大的承載力與較好的穩定性。最後我們發現,用翻轉式流道射出的醫療安全吊環承載力較直進式流道穩定,亦即翻轉式流道有較大的成形視窗。
英文摘要 Medical safe clip, MSC, is an important part of Patient Handling Sling. It must be provided with high and identical bearing capacity. For the injection molding of straight-advance runner, melt flow from nozzle to cavity is subjected to the obstacle of uncertain factors. This will bring about unstable quality that affects the strength of the structure and bearing capacity of the MSC.
In this study, two different types of runners was designed: (1) Melt-Flipper technology, (2) straight-advance runner. Two runner types were experimented by using CAE moldflow analysis, mold manufacture, injection molding, and bearing capacity test for the MSC. Finally, we compare the bearing capacity value and the bearing capacity stability with different molding parameters.
Results of CAE analysis show the melt temperature of MSC crosssection using Melt-Flipper technology is more uniform than that using the straight-advance runner. The bearing capacity of MSC using the Melt-Flipper is better during injection molding when the injection speed is high. However, the higher injection speed will form the flow mark which is perpenticular to the flow direction on the MSC surfsce. At lower injection speed, the bearing capacity of MSC using the two types of runners is nearly the same, but the MSC possesses higher bearing capacity and support stability at lower injection speed than that at higher injection speed. Finally, we find that the bearing capacity of MSC using Melt-Flipper technology is more stable than that using the straight-advance runner. This means Melt-Flipper technology has a larger molding window.
論文目次 目錄

摘 要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 醫療搬運輔助器 1
1.3 醫療安全吊環 4
1.4 研究動機與目的 6
1.5 論文架構 6
第二章 文獻回顧 7
2.1 高分子流變行為 7
2.2 高分子於流道的剪切行為 12
2.3熔膠翻轉技術(MeltFlipperTM) 15
2.4 MeltFlipper MAX 17
第三章 實驗方法與設備 19
3.1 實驗流程與步驟 19
3.2 模流分析 21
3.3 模具製作 22
3.4 實驗成形設備 24
3.4.1射出成形機 24
3.4.2烘料機、除濕機 25
3.4.3冰水機 27
3.5 實驗材料 28
3.6 成形參數調整與驗證 29
3.7 吊環承載驗證 32
3.7.1 秤重儀器 32
3.7.2 承載試驗 33
第四章 結果與討論 35
4.1 射出成型CAE分析研究 35
4.1.1澆口位置分析 35
4.1.2 直進式流道與翻轉式流道分析結果 36
4.1.3 直進式流道與翻轉式流動波前 38
4.2吊環之初始實驗分析 40
4.2.1吊環外觀缺陷研究 40
4.2.2吊環承載力研究 41
4.3第一段射速調整對吊環承載力之影響 43
4.3.1吊環外觀缺陷研究 43
4.3.2吊環承載力研究 44
4.4 第二段射出參數調整之分析 46
4.4.1 第二段射出速度對吊環承載力之影響 46
4.4.2 第二段成形射壓對吊環承載力之影響 50
4.5 保壓單元成形參數對吊環承載力之影響 54
4.5.1 保壓時間對吊環承載力之影響 54
4.5.2 保壓壓力對吊環承載力之影響 58
4.6 綜合分析 62
第五章 結論與未來研究發展 65
5.1 結論 65
5.2未來研究發展 66
參考文獻 67
附錄 A V4-35T.射出機射速、射壓對照表 69
附錄 B 醫療用吊環成形之承載位移圖 71
附錄 C 模具暨應用產業技術論文發表 82
作者簡介 92

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