精密閥件射出成形製程開發-CAE模擬與開模驗證

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姓名

張學忠(CHANG HSUEH-CHUNG) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

精密閥件射出成形製程開發-CAE模擬與開模驗證

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摘要(中)

本論文實驗中透過Moldex3D 進行精密閥件模具的開模驗證，以Moldex3d分析結果射出充填時間、保壓時間、射出壓力、保壓壓力、及澆口貢獻度等等，分析探討精密閥件模具在射出製程中是否會有因模具問題點而影響到實際生產產品的品質，並在分析結果中提前得知參數調整之方向，並將透過短射模擬結果，與實際短射的結果進行驗證，模擬與實際射出間兩者的差異性，經過實際驗證後可知模具流道及澆口之設計可達到平衡的狀態，代表模具流道及澆口的設計應用是可行的。
而依照精密閥件特性，射出製程開發將在製程中進行產品穩定性的探討，而在產品穩定性中又可被區分為尺寸精度的穩定性及產品重量的穩定性兩種，而在本實驗中將會以產品重量的穩定性進行探討。
透過實驗利用射出成型參數因子(螺桿轉速、背壓壓力、模具溫度)進行射出成型產品重量穩定性的實驗，透過實驗的驗證可得知當螺桿轉速越快時，其產品重量將會越輕。而當螺桿背壓壓力設定越大時，其產品重量將會越重，但當背壓大到一定壓力時其產品重量開始變輕。最後透過模具溫度的改變，由模具溫度40℃開始變化到90℃可得知在模溫40℃較低的時候產品重量越重，當模溫升高到90℃時重量即變輕，因此可得知模具溫度越高其產品收縮率越大故導致重量變輕。
最後藉由Moldex3D模流分析及實際實驗之間的互相搭配下，可縮短後續產品開發時間，並減少修模次數，降低失敗成本，可大大提升產品的開發效益。

摘要(英)

In the experiment of this thesis, Moldex3D is used to verify the mold opening of the precision valve mold, and the Moldex3d analysis results are used to inject the filling time, holding time, injection pressure, holding pressure, and gate contribution, etc., to analyze and discuss the precision valve mold. In the injection process, will there be any mold problems that will affect the quality of the actual product, and the direction of parameter adjustment will be known in advance in the analysis results, and the short shot simulation results will be verified with the actual short shot results. The difference between the numerical simulation and the actual injection, after actual verification, it can be known that the design of the mold runner and gate can reach a balanced state, which means that the design and application of the mold runner and gate is feasible.
According to the characteristics of precision valve parts, the development of injection process will be discussed via product stability in the process, and product stability can be divided into dimensional accuracy stability and product weight stability. The stability of product weight will be discussed experimentally.
Through experiments, the injection molding parameter factors (screw speed, back pressure, mold temperature) are used to test the weight stability of injection molded products. The experimental verification shows that the faster the screw speed, the lighter the product weight will be. When the screw back pressure is set higher, the product weight will be heavier, but when the back pressure reaches a certain pressure, the product weight will start to become lighter. Finally, through the change of the mold temperature, from the mold dwell temperature of 40°C to 90°C, it can be seen that the weight of the product becomes heavier when the mold temperature is lower than 40°C, and the weight becomes lighter when the mold temperature rises to 90°C, so It can be seen that the higher the mold temperature, the greater the shrinkage of the product, which results in lighter weight.
Finally, the combination of Moldex3D mold flow analysis and actual experiments can shorten the follow-up product development time, reduce the number of mold repairs, reduce failure costs, and greatly improve product development benefits.

關鍵字(中)

★ 射出成型

關鍵字(英)

★ Moldex3d
★ Weight Stability

論文目次

摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 ix
第一章緒論 1
1-1 前言 1
1-2 文獻回顧 3
1-3 研究動機與目的 6
第二章基本理論概要 9
2-1 塑膠材料性質 9
2-2 塑膠材料分類: 9
2-3 結晶性與非結晶性結構 10
2-4 射出成型概論 11
2-4-1 射出成型參數 14
2-5 充填過程塑料的流動 19
第三章模型建構分析及實驗設備設置 21
3-1 Moldex3d 分析軟體概述 21
3-2 模流分析程序 21
3-2-1 CAD 模型建構 22
3-2-2 網格建立、檢查及設定 23
3-2-3 澆口及流道建立 24
3-2-4 建立模座及模具水路 24
3-2-5 實體網格建立 25
3-2-6 材料選擇 25
3-2-7 執行分析 26
3-3 實驗模具及產品 34
3-4 實驗射出成型機 35
3-5 除濕乾燥機 36
3-6 模溫機 38
3-7 溫度計 39
3-8 電子天平 40
3-9 塑膠原料 41
第四章結果與討論 44
4-1 螺桿轉速 44
4-1-1 螺桿轉速生產實驗 44
4-2 背壓壓力 47
4-2-1 背壓壓力生產實驗 47
4-3 模具溫度 50
4-3-1 模具溫度生產實驗 50
第五章結論與建議 55
5-1 結論 55
5-2 建議 56
參考文獻 57
附錄(一)精密閥件射出成型參數設定 59
附錄(二) 61
6-1 Minitab 統計軟體 61
6-2 Box-Behnken 設計(BBD) 61
6-3 實驗量測 63

參考文獻

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公司技術文件。
[19] 鍾泰華，「以反應曲面法進行U型引伸彎曲之最佳化分析」，國立
中央大學，碩士論文，2006。

指導教授

傅尹坤(Yiin-Kuen Fuh)

審核日期

2020-12-3

推文