手機鍵盤沖孔技術優化設計之研究

Research on the Optimal Punching Technology Design for Mobile Phone Keypad

陳光進(Kuang-Chin Chen)

指導教授 ： 黃惠民 ； 項衛中

中原大學/電機資訊學院/工業與系統工程研究所/博士(2018年)

https://doi.org/10.6840/cycu201800028

摘要

為因應消費者者對手機產品的需求變化，各廠商對手機產品不斷的推陳出新，包括了顏色搭配、螢幕尺寸、內部功能、功能鍵的編排配置等變化、整體形式、材質等變化；其中，使用頻繁最高的就屬按鍵。所以在工業設計領域裡針對按鍵操作便利性做探討，如按鍵尺寸、按鍵寬度、按鍵距離，強調按鍵的重要性；除了會影響操作界面的方便性外，其編排位置和不同尺寸的大小都會帶給使用者視覺效果上不同觀感以及對商品的依賴度。
本研究導入運用六標準差模式定義會影響 PMMA (Poly-Methyl Meth acrylate)材質手機按鍵在沖切過程，產生斷差不良與脆裂不良的關鍵指標，再將模溫及溫控技術製程予以流程化，為此，本個案以開發新模具結構，配合 TRIZ 理論與發明原理，確定技術設計上所遇到的問題，並且試圖做出最有效的問題解決，所以選定模具材料為模具鋼與三要素(管路直徑、管路流速、循環水溫)作為溫度控制系統中的可控因子， 進行模具測試，找出影響 PMMA 材質加工製程之相關因子。
本研究運用田口分析法直交表實驗以S/N比(Signalto Noise Ratio)作量測統計分析，然後，對各種模擬數據進行最佳化相關實驗。經驗證結果顯示，使用本系統可大幅提升模具設計效率，在改善後與原始比較之下，崩裂現象大幅的減少了90%，證實確實有顯著的改善，此結果可提供模具設計業者作為參考，並有助於經驗累積與技術傳承。

關鍵字

行動電話 ； 模具結構 ； 模具設計行業 ； 六標準差模式 ； 田口分析 ； 信噪比

並列摘要

Responding to consumer demand subjected to changes in mobile phones, the manufacturers have constantly renovate new features including colors, screen size, internal functions, configuration of keypad, product appearance, push button and new materials of which the most frequently renovated feature is the push buttons. Therefore, in the field of industrial design, one need to focus on the convenience of operation related to button size, button width, and button distance to improve the function of buttons. In addition, for the convenience of operation, the position-layout and the different sizes can provide the users with a different visual effect and increase the added value of these commodities.
This study introduced the use of Six Sigma mode to define the key factors that affect the mismatch and the brittle crack of the PMMA (Poly-Methyl Methacrylate) material in the punching process. The case study indicates technical design problems. Based on TRIZ theory and the invention principles, the most effective solution to develop new mold structure is developed. The selected mold material in this case is the mold steel with three elements (pipe diameter, pipe flow rate, temperature of circulating water) as the controllable factors of the temperature control system to test the mold so as to find out the influential factors on PMMA material and machining process.
This study also applied Taguchi’s Orthogonal Arrays with S/N ratio (Signal to Noise Ratio) as the measurement of statistical analysis. Relevant experiments for various simulated data were implemented to derive the optimal design. Empirical results showed that the usage of this system can significantly improve the mold design efficiency. In comparison with the original design, the new design has made a significant improvement; it reduced the brittle crack problem by 90%. This research can provide useful insights to the mold design industry in their product design.

並列關鍵字

Mobile Phone ； Mold Structure ； Mold Design Industry ； Six Sigma Mode ； Taguchi’s Orthogonal Arrays ； Signal to Noise Ratio

參考文獻

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