导光板模具及制程参数研究

導光板模具及製程參數設計之研究學生：曾義晃指導教授：梁瑞閔博士大華技術學院機電工程研究所摘要本研究先以導光板的3D模流分析模擬並應用田口法來探討影響導光板最佳模具設計的重要因子，並以此最佳模具模擬分析先找出製程參數對導光板最佳之單一品質特性。而後再分別應用主成份分析法、主成份灰關聯法及二次損失規劃法等三種多品質最佳化方法得到使導光板多重品質特性之最佳製程參數。由模擬結果顯示，在模具設計上，適當的冷卻水路配置及進澆口數可得到使塑料溫度分佈較平均且流動平衡的結果。在多重品質特性方面則以二次損失規劃法可得到導光板最佳的綜合品質。關鍵字:模流分析、導光板、田口法、多重品質特性IStudyofMoldDesignandProcessParametersforLightGuidePlateStudent：Y.H.TsengAdvisor：Dr.J.H.LiangSubmittedtoGraduateSchoolofMechatronicEngineerTaHwaInstituteofTechnologyAbstractA3DnumericalmoldflowanalysistoolnamelyMoldex3DwasappliedwiththeTaguchiMethodtochoosetheoptimizationfactorsoftheinjectionmoldoftheLightGuidePlateinthebeginofthisstudy.Andtheoptimizationmolddesignwaskeptinthefollowingmoldingprocesssimulationforbothsinglecharacteristicandmulticharacteristicsoptimizationstudy.TheTaguchiMethodwasusedinsinglecharacteristicoptimizationstudy,thePrincipleComponentMethod,thePrincipleandGraySystemMethodandtheQuadraticLossFunctionMethodwereusedinmulticharacteristicsoptimizationstudy.Theresultsshow,thenumberanddistributionofmoldcoolingchannelsandtheamount,geometricandsizeofthegatehavecriticaleffectsonaveragemelttemperatureandflowbalanceofthemoldflowanalysis.IntheLightGuidePlatemulticharacteristicsoptimizationstudyshowstheQuadraticLossFunctionMethodhasthebestperformance.Keyword:MoldFlowAnalysis,LightGuidePlate,MultiCharacteristicsOptimizationII目錄中文摘要................................................Ⅰ英文摘要................................................Ⅱ目錄....................................................Ⅲ表目錄...................................................V圖目錄.................................................VII符號表..................................................IX第一章緒論..............................................11-1前言..........................................11-2研究動機......................................21-3研究方法......................................31-4文獻回顧......................................3第二章模流分析技術......................................92-1簡介..........................................92-2射出成型的理論背景...........................102-3模流分析軟體簡介.............................162-4模流分析步驟.................................18第三章實驗設計與最佳化方法.............................223-1實驗設計.....................................223-2主成份分析法與主成份灰關聯法.................303-3二次損失規劃法...............................33第四章結果與討論.......................................364-1模具設計最佳化...............................364-2田口製程參數最佳化...........................404-3多重品質特性分析.............................44III4-4多重品質最佳化結果與討論.....................48第五章結論與未來展望...................................905-1結論.........................................905-2未來展望.....................................90參考文獻................................................91IV表目錄表2-1PMMACM-207物性表(奇美實業)....................21表4-1L(3)直交表及模具設計因子配置94...................51表4-2模具設計實驗之控制因子及其水準表................51表4-3導光板保壓結束剪切應力觀測值及SN值..............52表4-4L(2×3)直交表及製程參數控制因子配置表1817..........52表4-5製程參數的控制因子及水準表......................53表4-6導光板X軸線性收縮率量測值及SN值.................53表4-7導光板X軸線性收縮率之因子反應表.................54表4-8導光板X軸線性收縮率之變異數分析表...............54表4-9導光板Z軸線性收縮率量測值及SN值.................55表4-10導光板Z軸線性收縮率之因子反應表.................56表4-11導光板Z軸線性收縮率之變異數分析表...............56表4-12導光板體積收縮率量測值及SN值....................57表4-13導光板體積收縮率之因子反應表....................58表4-14導光板體積收縮率之變異數分析表..................58表4-15導光板凹痕值及SN值..............................59表4-16導光板凹痕值之因子反應表........................60表4-17導光板凹痕值之變異數分析表......................60表4-18主成份分析各品質特性之標準化損失及ψ值..........61表4-19單一品質特性之最佳參數組合比較表................62表4-20特徵值及其變異比................................62表4-21特徵向量表......................................62表4-22主成份分析ψ值之SN反應表........................63V表4-23主成份灰關聯法個別品質損失表....................63表4-24主成份灰關聯法個別品質損失標準化表..............64表4-25主成份灰關聯法之特徵值..........................65表4-26主成份灰關聯法之特徵向量........................65表4-27主成份灰關聯法之主成份得點......................66表4-28主成份得點之計算差序列..........................67表4-29灰關聯係數及灰色關聯度..........................68表4-30主成份灰關聯分析Γ值對SN反應表..................69表4-31各實驗組合之平均SN估計值........................69表4-32各品質特性之二次曲線SN比函數模式X矩陣...........70表4-33二次曲線SN比函數之係數表........................71表4-34三種多重品質特性最佳參數分析結果比較表..........72VI圖目錄圖1-1液晶顯示器結構圖.................................8圖1-2導光板光學原理...................................8圖2-1奇美PMMACM-207塑料之P-V-T圖....................21圖3-1品質損失函數....................................35圖3-2產品/製程方塊圖.................................35圖4-1模具設計-水路配置(a)4支串聯水管迴路.............73圖4-2模具設計-水路配置(b)12支並聯水管迴路............73圖4-3模具設計-水路配置(c)12支串聯水管迴路............74圖4-4模具設計-一模兩穴單點扇形進澆圖.................74圖4-5模具設計-一模兩穴二點扇形進澆圖.................75圖4-6模具設計-一模兩穴四點扇形進澆圖.................75圖4-7導光板模具設計最佳配置圖........................76圖4-8導光板模具設計最佳設計之流動波前等值線圖........76圖4-9導光板模具設計最佳設計之保壓結束剪切應力分佈圖..77圖4-10導光板X軸方向距澆口約80mm處之剪切應力值.........77圖4-11水路配置(a)4支串聯水管迴路溫度分佈等值線圖......78圖4-12水路配置(b)12支並聯水管迴路溫度分佈等值線圖.....78圖4-13水路配置(c)12支串聯水管迴路溫度分佈等值線圖.....79圖4-14導光板示意圖....................................79圖4-15導光板實體網格圖................................80圖4-16導光板之X、Z軸線