塑膠射出成型之薄殼件可製造化分析技術研究

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姓名

陳冠融(CHEN,GUAN-RONG) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系

論文名稱

塑膠射出成型之薄殼件可製造化分析技術研究

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摘要(中)

射出成型是塑膠產品最為普遍的生產方式，但產品的缺陷卻要透過CAE模流分析或試模才能發現，因此衍伸出可製造性設計的概念，利用制定好的製造規範，快速篩檢CAD模型的設計問題。本研究便是將可製造性設計的概念程式化，對設計完成的CAD模型，進行可製造化分析，避免後期在模流分析或試模時，重複的搭建網格與修模，影響產品開發效率。可製造化分析是透過特徵辨識的資料，將CAD模型分解成獨立特徵，進行規範的比對，因此良好的特徵辨識，是可製造化分析精準的關鍵。本研究利用已知的特徵辨識資料，進行資料結構的統整，針對CAD模型中佔比最高的肋特徵，進行辨識演算法的改良，提高肋特徵辨識資料的正確率。此外，開發各項特徵尺寸之計算演算法，套用設計規範進行檢查，將設計不良處呈現予設計者，且提供建議的修改範圍。本研究之可製造化分析，可作為模具開發前或CAE分析前的良好工具。

摘要(英)

Injection molding is the most common method to produce plastic products, but the defects of a CAD model design cannot be found until CAE analysis or mold tried is implmented. Therefore, a concept of design for manufacturing (DFM), was developed to apply design guideline to quickly check the problems in the CAD model. This study is to develope a program for DFM analysis automatically, examine the design of a CAD model, and hopefully can avoid repeated CAE analysis and mold trial. In the proposed method, a feature recognition algorithm is employed to extract important feature from a CAD model. The dimensions of each feature are then evaluated. A DFM analysis is then implmented automatically based on a set of design guidelines for each type of feature. Deficits on the CAD models are finally displayed both in graphical and numerical formats. The operating procedures of the proposed program will be described and result of several CAD models will be discussed to demonstrate the feasibility of the proposed method.

關鍵字(中)

★ CAD
★ 肋特徵自動辨識
★ 可製造化分析

關鍵字(英)

論文目次

摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
圖目錄 vi
表目錄 xii
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 研究目的 8
1.4 研究方法 9
1.5 論文架構 15
第二章肋特徵自動辨識技術 18
2.1 前言 18
2.2 屬性鄰接圖建立 21
2.2.1 邊屬性鄰接圖 21
2.2.2 面屬性鄰接圖 22
2.3 肋特徵自動辨識與辨識問題 24
2.3.1 肋的定義與組成 24
2.3.2 肋辨識整體說明 27
2.3.3 肋特徵辨識問題 33
2.4 肋辨識問題分析與修改 38
2.4.1 模型複雜時對應邊判斷錯誤 38
2.4.2 刪除定義模糊的肋特徵 43
2.4.3 管特徵誤判為肋特徵 46
2.4.4 卡槽誤判為肋特徵 49
2.5 肋辨識結果分析 54
第三章可製造化分析之前處理 69
3.1 可製造化規範文獻回顧 69
3.1.1 倒圓角可製造化規範文獻回顧 69
3.1.2 孔製造化規範文獻回顧 71
3.1.3 拔模角可製造化規範文獻回顧 74
3.2 本研究使用之可製造化規範 76
3.3 薄殼件厚度分析 82
3.4 特徵辨識資料前處理 90
3.4.1 倒圓角辨識資料前處理 92
3.4.2 孔辨識資料前處理 92
3.4.3 拔模角資料前處理 93
第四章 CAD模型射出成型可製造化分析 96
4.1 可製造化分析之各項尺寸計算 96
4.1.1 倒圓角尺寸計算方法 96
4.1.2 孔各項尺寸計算方法 100
4.1.3 拔模角尺寸計算方法 105
4.2 可製造化分析程式操作流程 110
4.3 可製造化分析結果與驗證 114
4.3.1 可製造化分析結果 114
4.3.2 可製造化分析驗證 120
第五章結論與未來展望 127
5.1 結論 127
5.2 未來展望 128
參考文獻 130

參考文獻

[1]陳星佑：〈CAE應用之混接面辨識技術發展〉，碩士論文，國立中央大學，2015。
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[3]蕭安勝：〈塑膠射出薄殼件之CAD模型凸起面特徵辨識與分模應用技術發展〉，碩士論文，國立中央大學，2019。
[4]張中瑋：〈塑膠射出成型之薄殼件中肋與管設計可製造化與設計變更技術研究〉，碩士論文，國立中央大學，2019。
[5]王明暄：〈應用於模流分析之CAD模型特徵辨識與實體網格品質提升之研究〉，博士論文，國立中央大學，2017。
[6]R. Kent, Quality management in plastics processing, Elsevier, 2016.
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[13]Stratasys, Injection molding design guidelines, Stratasys Ltd, 2015.
[14]S. Kumar, and J. Madan, “An automated system for design for manufacturability analysis for die-casting,” International Manufacturing Science and Engineering Conference, American Society of Mechanical Engineers, 2018.
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[17]openNURBS. http://www.rhino3d.com/tw/opennurbs
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[19]CADdoctor. http://elysiuminc.com/products/caddoctor/
[20]GrabCAD. https://grabcad.com
[21]DFMPro.https://dfmpro.geometricglobal.com/processes/dfmpro-for-injection-molding/.

指導教授

賴景義

審核日期

2020-7-28

推文