光學鏡片模具設計製造與射出成形最佳化研究

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劉智豪(Chin-Hao Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

光學鏡片模具設計製造與射出成形最佳化研究

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摘要(中)

光學塑膠鏡片廣泛運用在各電子產品中，其重量輕強度夠經模具射出成型可以大量生產，成型的過程中模具扮演著重要的角色，因光學鏡片需要較高的精密度，在製造和成型上難度都大幅度提升，且無固定的設計模式。本研究以實體光學塑膠鏡片，說明光學元件與一般製品設計相異處並規劃模具設計流程，依循設計流程與設計注意事項，設計模板與模仁，並運用傳統和非傳統加工機具，將模板與模仁透過分段式的加工，提高模具精密度，透過改變澆口型式作田口實驗法射出成型，來找尋最佳成型條件與澆口型式，提供標準設計與製造流程。

摘要(英)

Optical plastic lenses are widely used in various electronic products, whose strength and light weight enabling to make mass production in mold injection molding. In the molding process, molds have played an important role. As higher precision is required, optical lenses are increasingly difficult in getting their substantial improvement in the manufacturing and molding processes. Moreover, there are no fixed design patterns. This study is to use the entity optical plastic lenses to illustrate the differences in design between optical components and general products. In addition, make plans on mold design process. By conforming to the design process and design precaution, have designs of templates and mold cores. Next, in application of traditional and non-traditional machining equipment, templates and mold cores are treated through segmented processing, which can improve the precision of molds. Finally, by changing the gate type, Taguchi experimental methods of the injection molding have been used to seek the optimum molding conditions and the gate types, providing standard designs and manufacturing processes.

關鍵字(中)

★ 模具製造
★ 模具設計
★ 射出成型
★ 光學塑膠鏡片
★ 田口實驗
★ 澆口型式

關鍵字(英)

★ Mold Manufacturing
★ Mold Design
★ Injection Molding
★ Optical plastic lenses
★ Taguchi method
★ Gate Type

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章緒論 1
1.1前言 1
1.2文獻回顧 2
1.3研究目的與方法 4
1.3.1研究目的 4
1.3.2研究方法 5
1.4論文架構 8
第二章射出成型與製程參數 9
2.1前言 9
2.2射出成型原理 9
2.3射出成型機與週邊設備 9
2.4材料性質 11
2.5成型製程參數的影響 12
2.6製品的不良與原因 14
第三章射出成型模具設計與製造 17
3.1前言 17
3.2射出成型模具設計 17
3.2.1模板的決定與設計 21
3.2.2模仁的設計與加工 38
第四章實驗方法與討論 45
4.1前言 45
4.2澆口的影響與設計 45
4.3田口方法實驗 50
4.4實驗流程與量測方法 54
4.5結果與分析 58
第五章結論與未來展望 66
5.1結論 66
5.2未來展望 69
參考文獻 70

圖目錄
圖 1-1光學鏡片品質魚骨圖 7
圖 3-1光學模具設計流程 19
圖 3-2模具結構圖 20
圖 3-3模板設計流程 22
圖 3-4 (a) 二板模(b) 三板模 22
圖 3-5模板厚度示意圖 24
圖 3-6整體模仁頂出示意圖 26
圖 3-7頂針頂出示意圖 26
圖 3-8冷卻水道示意圖 27
圖 3-9模仁板公差標示與微調 29
圖 3-10模仁板加工流程 30
圖 3-11模板變形示意圖 32
圖 3-12間隔塊高度計算示意圖 35
圖 3-13頂針板內部圖 36
圖 3-14實體長型圓錐狀冷料井 36
圖 3-15頂針耗損及冷料井頂針設計 37
圖 3-16模仁設計流程 39
圖 3-17實體模仁設計 42
圖 3-18放電加工粗糙度標準板 43
圖 3-19模仁放電加工示意圖 43
圖 3-20實體模仁逃氣道 44
圖 3-21逃氣道寬度及深度 44
圖 4-1三種形式之澆口設計 ( a )設計模型，( b )澆口實體 47
圖 4-2三種澆口尺寸設計( a )，( b )，( c ) 48
圖 4-3澆口位置設計圖 49
圖 4-4實驗流程 55
圖 4-5 Taylor Hobson輪廓儀 56
圖 4-6輪廓儀量測 56
圖 4-7上曲面量測範圍 56
圖 4-8全曲面輪廓 57
圖 4-9 15㎜、16㎜曲面輪廓 57
圖 4-10平澆口S/N主效應圖 60
圖 4-11平澆口均值效應圖 60
圖 4-12斜澆口S/N主效應圖 62
圖 4-13斜澆口均值效應圖 62
圖 4-14扇形澆口S/N主效應圖 64
圖 4-15扇形澆口均值效應圖 64

表目錄

表 2-1常見不良現象與對策 15
表 4-1平澆口控制因子與水準 51
表 4-2平澆口直交表 51
表 4-3斜澆口控制因子與水準 52
表 4-4斜澆口直交表 52
表 4-5扇形澆口控制因子與水準 53
表 4-6扇形澆口直交表 53
表 4-7平澆口粗糙度值 61
表 4-8平澆口訊噪比反應表 61
表 4-9斜澆口粗糙度值 63
表 4-10斜澆口訊噪比反應表 63
表 4-11扇形澆口粗糙度值 65
表 4-12扇形澆口訊噪比反應表 65

參考文獻

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Part II: Mold Condition Optimization”, Polymer Engineering and Science, Vol. 30, No. 15, pp. 883-892, 1990.
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[12] 射出成型技術-模仁(一)，台灣日芯科技內部資料。
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[15] 葉怡成，製程與產品最佳化，五南書局，台北市，2005。

指導教授

賴景義(Jiing-Yih Lai)

審核日期

2015-7-30

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