氣體式模具表面加熱應用於 薄型雙面微結構成型之研究

Study of Gas-Assisted Mold Temperature Control and the Associated Application in Molding Double-Sided Thin Wall Plate with Micro-Structures

林煌傑(Huang-Jie Lin)

指導教授 ： 陳夏宗

中原大學/工學院/機械工程研究所/碩士(2011年)

https://doi.org/10.6840/cycu201100650

摘要

在科技不斷的進步下，可讓製程技術提升來使塑膠產品從民生用品擴展到電子、生醫、精密產業等。為了能符合產品品質的要求，通常提高模溫為最有效的方式之一。因此利用動態模溫控制技術不僅能滿足高模溫且可達到短週期的條件，讓熔膠在充填時使塑料有更好的流動性，以改善傳統射出成型品的成型品質問題。而氣體輔助加熱則是動態模溫控制技術的一種。
本論文中，首先對氣體加熱的作動方式做比較，同時利用分析軟體來進行模擬與實驗結果驗證，接下來利用氣道口模塊來控制進氣口大小的方式做雙面氣體加熱參數性影響性探討，也建立3D模型來進行模擬與實驗的驗證，最後將此製程實際應用在薄型雙面微結構射出成型上，探討此製程對於薄型雙面微結構的轉寫性。
研究結果顯示，加熱尺寸大小與流量大小皆會影響其加熱後的公母模面溫度差距與進氣點跟出氣點間的溫度差距。在氣體加熱作動方式比較上，利用氣道模塊比公模板控制開口大小，更能減低公母模面的溫度差距，從53.3 oC下降至16.2 oC。在氣體擴散角度分析上，當氣道口高度越小時，其擴散角度會越大；當氣體流量越大時，則會讓擴散角度變小，可得知氣體流量與氣道大小對擴散角度間關係。在薄型雙面微結構成型實驗結果上，隨著加熱目標溫度的提高，能有效提升微結構成型轉寫性，且成型的轉寫性可達到九成以上，同時也證明此製程的可行性。

關鍵字

薄型雙面微結構射出成型 ； 動態模溫控制 ； 氣體加熱

並列摘要

From the processing technology progress, plastic product has been extended from the dunnage to the electricity, biomedical, micro-industry and so on. For the high product quality requirements purpose increasing molding temperature being the most efficient way. Therefore, using dynamic mold temperature control not only fulfilled the condition of high mold temperature but also the short cycle time. It gives better fluidity to improve the product qualities for traditional injection molding. Also, gas-assisted heating is the one of dynamic mold temperature control technologies.
First step in this study is to discuss the means for gas-assisted heating and to verify the experiment results with simulation results. Then, using gas channel to control the magnitude of gas flow rate, to probe the influence for gas-assisted heating of dual surfaces, moreover, creating 3D models to verify the experiment results and simulation results. Finally, I investigated the replication of micro-structure of thin wall dual surface by using gas-assisted heating on the injection molding experiments.
The results reveal that the size of gas channel and the magnitude of gas flow rate are directly affect the both of two sides mold temperature and the gas inlet and outlet points after heating. Using gas channel to heating is more efficient to decrease the temperature difference between two sides of mold from 53.3 oC to 16.2 oC. For gas expansion angle, the lower gas channel using, the higher gas expansion angle it is; while the higher gas flow rate, the lower gas expansion angle. From the thin wall micro-structure experiment results, increasing heating temperature can be more efficient increase the replication of micro-structure to over than 90%.

並列關鍵字

Molding Double-Sided Thin Wall Plate with Micro-Structures ； Gas-Assisted heating ； Dynamic mold temperature control

參考文獻

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8. 秦進傳，“微結構模具快速變溫技術之研究”，私立中原大學機械工程學研究所碩士論文(2005).

13. 葉俊鋒，“氣體輔助動態模溫控制系統建置與分析之研究”，私立中原大學機械工程學系研究所碩士論文 (2007).

15. 楊哲瑋，“氣體輔助加熱搭配模具設計應用於模具表面加熱效益改善之研究”， 私立中原大學機械工程學系研究所碩士論文 (2008).

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