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    題名: 整合電腦輔助工程分析在模內裝飾射出成型之製程研究
    A Study of the Integrate of Computer-Aided-Engineering in In-Mold Decoration Process
    作者: 唐兆璋
    貢獻者: 化工與材料工程系
    關鍵詞: 射出成型;模內裝飾射出成型;電腦輔助工程分析;模流分析
    Injection Molding;IMD (In-Mold Decoration);CAE (Computer Aided Engineering);Mold flow
    日期: 2006
    上傳時間: 2008-09-26 09:13:35 (UTC+8)
    摘要: 模內裝飾射出成型(In-Mold Decoration)整合平面印刷、熱壓成型、精密沖切及射出成型等加工技術，在射出過程中必須克服可成型膜的定位、油墨沖刷、拉伸延展及翹曲變形等問題，應用電腦輔助工程分析(Computer Aided Engineering)技術可協助瞭解問題的成因，但現今商用CAE 技術應用於IMD 製程仍有過多不合理的假設。故本研究的目的在於應用CAE 工具瞭解IMD 製程參數的影響，並提出整合熱壓及射出製程的CAE 分析方法，以利CAE 在IMD 製程的產品開發及研究。
    本研究第一部份在不考慮熱壓製程的影響下，以簡單的平板模型為研究載具，利用現有支持嵌件的CAE 分析程序，探討不同薄膜材質、樹脂材質、成品厚度及製程參數等設計對IMD 製程的影響，並與文獻數據進行佐證。研究中發現熱擴散係數遠小於模具的可成型膜和熱擴散係數較高且溫度對黏度較敏感的樹脂，隨著可成型膜的厚度增加時有助於降低射出壓力；較厚的成品設計及較薄的可成型膜有助於降低射出壓力；製程參數中的樹脂溫度及模具溫度是影響油墨與樹脂間的界面溫度主因，射出速度是影響界面剪切速率最大因素，因此在低溫低速下可得到較適當的製程條件。
    第二部份延伸上述製程的研究，在考慮熱壓製程的影響下，以複雜的商業滑鼠模型為研究載具，利用散佈點內插法整合熱壓分析結果與射出分析網格，考慮在射出成型製程中置入不均勻可成型膜厚度的影響。研究中發現傳統分析法、本文提出的IMD 分析法及嵌件分析法均得到近似的流動波前結果，實際現場傳統射出及IMD 射出成型亦得到近似的短射樣品，但是在CAE 分析結果中得知，不同分析方法在充填結束瞬間的壓力、溫度、應力、剪切速率等分佈上差異不大，但在充填歷程中有卻有顯著的差異，在冷卻階段塑件的表面溫度亦有20-50℃的差異，這些數據是研究IMD 製程中造成油墨沖刷、薄膜拉伸及翹曲變形的重要數據，進而彌補傳統分析方法的不足。利用CAE 工具瞭解IMD 製程在不同薄膜與樹脂材料、成品設計及製程條件下的差異，研究結果可提供設計者在沒有CAE 工具的情況下，作為產品開發的參考依據；研究中提出整合熱壓及射出分析程序的IMD 分析法，考慮可成型膜厚度的熱傳及熔融樹脂的流動厚度影響，並證明本論文提出的方法可提供較佳的準確度，以提供作為業界IMD 成品/製程的開發輔助工具。
    顯示於類別:[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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