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超臨界微細發泡射出成型熱塑性彈性體聚胺脂之品質控制研究

超臨界微細發泡射出成型是利用惰性氣體當發泡劑的一項製程，透過發泡劑使得產品內部有泡體產生，並能輕量化、環保及節能等優點，而目前市面上的鞋底大多使用EVA材料，但是對於耐磨性與壽命是相對較差的，也因為鞋底的形狀非常複雜，因此在成型上泡體的控制難度較高，而影響產品的關鍵因素為模具設計與參數設定，因此本研究則主要利用參數對於熱塑性彈性體聚胺脂在超臨界微細發泡射出成型製程中產品內部泡體的控制進行探討。 本研究針對模具溫度、射出速度及超臨界流體含量探討參數對泡體的影響。發現在模具溫度提高時，凝固層減少72.4%，泡體成長時間增加，因此泡體的平均尺寸提升33.7%，密度降低34.3%，硬度減少4.01%；當射出速度越快時，前段與中段因為壓力降較小，更容易控制泡體，平均泡體尺寸降低22.5%，密度增加51.7%，硬度增加2.3%；超臨界流體含量的增加，使得產品後段的泡體分佈有所提升，泡體尺寸減少1.6%，密度增加14.2%，硬度也提升1.7%。 再來將最佳參數應用在不同的減重程度上進行探討，可以得知即便在40%較低的減重程度下，透過最佳參數的改善能使泡體的尺寸及密度的均勻性有大幅的改善；而在60%的減重程度，泡體尺寸有增加的趨勢，但是在整體的均勻性也是能有明顯的提升；而在80%較高的減重程度上，因為原料的體積過少，無法透過最佳參數控制使泡體成長將產品填滿完整個模穴。因此，均勻性的改善應用在鞋底，能夠大幅提升穿著的舒適度。

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產品資料管理應用於模具廠流程及CNC加工程式之管理與探討 – 以J公司為例

中小型模具企業往往在遭逢到企業的重大危機或者是大環境的改變時，才會根據目前的現況，來進行企業的改革或流程的改善，這時候很多平常不注重的製造細節流程，就會浮上台面被一一的檢視。現今的大環境自金融危機之後，產品銷售受很大的衝擊，也使得產品銷售週期縮短及產品競爭更激烈，相對的也影響到模具製造時間縮減，品質要求提高、模具開發的難度亦隨著提高，模具企業為取得競爭優勢，紛紛投入大量資金，來改善流程或資訊系統，此改善為目前重要的議題。本研究則針對先進模具廠細節流程及Computer Numerical Control (CNC)加工程式的管理，期望由中小型模具企業管理及CNC加工的新流程與PDM (Product Data Management)產品資料管理系統的整合，發展出一套新的方法流程，以有效的資料整合、控制、管理及存取，改善因為人工管理，而影響發生的圖檔版本錯誤、程式資料遺失，或者是現場操作人員找不到正確的程式資料與圖檔，甚至發生使用錯誤的程式資料，造成模具品質不良釀成企業巨額損失、延誤模具交期等的人為失誤。進一步的整合整個模具廠工作流程，以有效率的管理系統，來協助中小型模具企業應變市場的快速變化，並促使其增強模具工廠的競爭力，提升模具品質與交期，大力節約成本，創造良好的中小型模具企業效益。 本研究從文獻探討著手，先了解有關模具廠細節流程、CNC加工程式的管理與流程，然後搜集國內外先進領導的模具廠成功案例來進行研究，歸納出其關鍵成功因素。接著建構一個模擬系統及流程，並以一台灣本土企業-J公司為導入系統的對象，驗證個案與理論的可行性，並且分析其實際成果與應用情況，希望研究的結論，可以提供中小型模具企業參考。

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雷射3D列印技術應用於微/奈米複合結構

本論文以人工的方式來製作出具有微米結構和微/奈米複合結構的模具，製程方式由3D列印技術和雷射干涉微影技術所製作。先藉由電腦輔助軟體(AutoCAD)繪製出圖形，再利用設計的3D列印機製作出微米方柱結構，即為完成微米方柱結構。然後再塗佈光阻在其微米結構上，並進行旋塗，接著利用雷射干涉微影技術，採用雙光束來進行干涉，來製作出複合結構的效果。緊接著透過模版轉印將製作出來的樹脂模具複製來得到相反結構的PDMS軟性模具，最後將化學氧化聚合而成的聚苯胺溶液滴在PDMS模具上，經過烘烤後就會得到具有微米結構以及微/奈米複合結構的聚苯胺薄膜，並且應用在超級電容上。利用掃描式電子顯微鏡(SEM)來進行薄膜上結構的檢測，來確認所製作的微/奈米結構是否成功複製在聚苯胺薄膜上。而電化學檢測則是將聚苯胺薄膜放置在電極上，利用電化學檢測儀器進行檢測，證明了增加表面積的聚苯胺薄膜，其比電容值也提升了。在1 A/g的電流密度下，無結構和微/奈米複合結構的比電容值分別為304 F/g 和 487 F/g，比電容值提升了約60 %。

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軸向指數函數級化Timoshenko樑之振動分析

中文摘要 在文中考慮函數級化的Timoshenko beam，探討其在函數級化材料下的自由振動分析。先利用漢米爾頓(Hamilton)原理求得其運動方程式與邊界條件，再以滿足邊界條件的模態函數，利用Galerkin's Method將運動方程式化簡為以時間為變數的方程式，然後利用Runge-Kutta的數值方法求得振幅對時間的關係圖，並以此計算自然頻率 。隨著 的逐漸改變，可換算得到不同的自然頻率 ，之後再與自然頻率 比較。 關鍵字：Timoshenko beam、函數級化材料、自然頻率、自由振動

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鎳鈷電鍍邊緣效應改善

電鍍過程中由於有電流場邊緣效應現象，電流場中心與邊緣的電流阻力不同，造成電鍍膜厚不均勻，尤其邊緣處的厚度相對中心處厚，隨著電鍍面積越大，邊緣效應越嚴重，考慮以電化學方式鍍鎳鈷有其困難性，附著力容易不足，且膜層容易剝落的特性，本研究選擇以電鍍鎳鈷條件進行實驗，規劃於陽極與陰極間加入一個與鍍件形狀相似的隔板，藉以改變電流分佈的現象，利用田口實驗方法進行系統參數最佳化的設計，採用影響品質特性的四個控制因子(Factors)，分別是陰極與隔板間距離、隔板厚度、隔板內部開口大小及陽極與陰極間的距離，各個因子皆有三個水準(Levels)，選用L9(34)直交表規劃實驗，再依照整理過後的數據，分析每一個控制因子的靈敏度與重要性。 實驗結果表示，未加隔板時電鍍膜厚的厚度差為10um，而加入隔板後的膜厚厚度差可達到約4um，膜厚差改善約60%。

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PVT控制技術建置與應用於射出成型品質控制之研究

壓力-比容-溫度(PVT)關係為高分子相當重要的特性，其隨著成型的溫度或壓力變動比容也會有所改變，尤其整個射出成型的週期中高分子熔膠之變化難以預測，導致產品品質與精度難以掌控。以往需靠有經驗的人工做參數調整，未有一科學化的調整基準，使得良率維持上相當困難，如何建立一成型技術以科學化的試模與成型穩定監控則是開發的重要關鍵。本研究以紅外線溫度感測器與壓力感測器建立模穴實際PVT歷程監測技術，針對射出成型過程做熔膠充填的數據監視。另一方面，透過此PVT數據做基礎參數於品質控制性研究，探討不同參數下PVT歷程與品質控制性的關係。最後則使用此技術討論不同控制法的品質控制與連續射出成型穩定性，以現有監測技術與本研究所建立之技術做品質重複精度討論。希望透過此監控技術達到品質控制之目的，同時也可改善連續生產之產品變異的問題。 研究結果顯示，PVT監測技術成功取得成型時的PVT歷程，且數據相當穩定。在基礎參數對品質控制性則說明了不同參數設定對於PVT歷程有不同影響，PVT歷程對產品品質也有直接相關。充填過程中會產生剪切熱並於PVT歷程中顯示，其不同溫度與充填時間將影響剪切升熱的程度。動態PVT品質控制法可有效改善產品品質結果，其產品精度可提升超過40%，其他品質也有不同程度的改善。最後在連續射出成型穩定性方面，PVT監控技術可有效提升品質精度，其重量重複精度提升54%、收縮重複精度提升23%、翹曲重複精度提升12%。此監控技術之應用可提供一科學化的參數調整依據，並且不僅可優化產品品質狀況更進一步的穩定連續射出成型之品質重複精度，對於傳統射出成型所面臨的問題提出一有效的解決方案。

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熱電致冷晶片應用於保溫杯墊之設計

保溫杯墊因其造價便宜且方便操作的特性，在日常生活已被廣泛的使用。本研究將使用晶片型保溫杯墊做為基底進行設計，其具有冷熱皆可使用，且切換方便的優點。但由於結構設計並未考慮到熱傳效率，使得並未能發揮晶片的最大效益。分析其熱傳模型後得出影響保溫杯墊的幾項重要因素分別為: 導熱面積、晶片產生的溫差、熱傳導係數。導熱面積部分，本研究透過加入升降機構及導熱矽膠墊增加傳熱面積，有效的提升熱傳效率。晶片溫差部分，除了使用溫差較大的晶片外，也利用調整風扇的配置去幫助晶片散熱。對應上述提到的兩項因素，設計出兩種測試機構進行保溫及致冷的實驗，加入升降機構後，保溫及致冷測試的結果，溫差分別是9.7度及4.7度，都優於市售晶片式保溫杯墊的14.2度及6.1度。再調整風扇配置後，有效的將溫差再使得致冷的溫差縮小了0.6度。總結來說，由實驗結果可證明本研究中導入的這兩項優化，皆能使得保溫杯墊之保溫效果提升。

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磁油動壓頸軸承之穩定性分析

摘要 磨損是主要造成機械結構和零件使用壽命縮短的原因，因此為了降低摩擦、減少磨損、提高機械使用效率、延長零件壽命，在機械結構中加入潤滑介質是最常用的方法而流體軸承能夠提供的有效潤滑和散熱效果同時具被良好的抗振能力及承載能力。相比於其他軸承，流體動壓軸承成本較低，且設計系統較為簡單，且流體動壓軸承依靠潤滑介質較大的黏度而具有更好的抗振能力及承載能力、低噪音、壽命相較於滾珠軸承長且不需要高壓壓力幫浦等之優點，而磁流體軸承在磁場的作用下可以改變磁流體黏度以提高流體軸承的承載能力並改善潤滑效果。本文希望透過將磁流體當作潤滑介質並設置外部磁場，達到控制磁流體之黏滯特性來改善流體動壓軸承的缺點，提升傳統流體動壓軸承之性能來改變液體動壓軸承之油振發生頻率。 本文建立一組流體動壓軸承轉子測試平台並針對磁流體動壓軸承的穩態特性進行研究，利用雷諾邊界條件與有限寬軸承壓力函數的解析法，得到了磁流體軸承潤滑膜的壓力分佈、承載力分佈、軸承姿態角等穩態特性參數，並考慮在有一外加磁場強度影響的狀況下，將對磁流體的黏度方程式進行修正，得到磁流體的黏度溫度、黏度壓力之特性，並探討了磁場對磁流體動壓軸承系統剛度的影響。藉由分析了磁場、溫度和軸承參數對於軸承特性的影響，建立磁流體動壓軸承的物理及數學模型。藉由分析不同磁路方向，對油軸承油漩、油振等實驗之影響。由油軸承之全頻譜串聯圖中觀察軸承發生油漩之穩定門檻轉速中可知，因為磁場可改變磁流體之黏滯係數，提高軸承潤滑液剛度提升可以改變流體引發的油漩或油振不穩定發生之頻率。實驗結果顯示，均勻磁場所獲得之效果為最優，可有效提升本測試平台之旋轉油軸承的油漩或油振不穩定門檻發生之轉速由原始之3024轉提高到4480轉赫茲；磁流體動壓軸承在外部磁場的作用下可以減少在低轉速時轉子對定子之間的乾摩擦，實驗顯示在外部磁場1200高斯作用下，磁流體動壓軸承降低了約5μm的振動量。

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應用田口法於磁流體動壓軸承設計最佳化研究

流體軸承在機械結構中被廣泛的使用，但現今流體軸承皆無法避免流體軸承於運轉時的不穩定狀態（如油漩與油顫）發生，流體軸承於不穩定狀態下運轉可能會造成軸承內部發生碰撞摩擦，使軸承組件損壞。為了改善的軸承不穩定，本研究盡可能列出影響臨界轉速的參數，並從中選出控制因子進行田口法分析。 本研究以磁流體動壓軸承轉子測試平台為實驗系統，透過改變磁流體的體積分率、顆粒大小與磁場強度、配置，配合L8直交表進行實驗。由實驗數據可組成因子反應表進行初步分析，再透過初步數據進行變異分析與F測試，進而獲得更精確的因子貢獻度及實驗配置。 透過數據顯示 為實驗最佳化配置，並利用此配置進行數學預測與確認實驗。數學預測的最佳臨界轉速為2775 rpm，而確認實驗的臨界轉速為2767 rpm，此實驗差為8 rpm。

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整合田口方法與類神經網路探討CAE的深度學習

近年來，塑膠射出成型是傳統工業中一項非常重要的技術，但很多工廠在模具射出成型時，通常靠老師傅的經驗來解決模具與成型上的問題，對於製程的缺陷安排卻無一套有效的管理方法，造成品質控管困難且整體成本往上提升。針對此問題一般會使用電腦輔助工程(Computer-aided Engineering, CAE)之技術來解決缺陷問題，此方法可以在模具製造前預先排除成型缺陷，但是在現場人員實際成型時，依然無法百分之百預測成型結果，需要靠現場人員排除缺陷。 在射出成型結果之中，不論是翹曲還是收縮都是與控制因子交錯複雜的關係，無法以一般線性規則去進行分類，然而倒傳遞類神經網路(Back Propagation Neural Network, BPNN)在解決非線性問題時有著非常出色的辨識能力，經由多組訓練資料訓練過後，能夠精準的預測未知結果。本研究以田口直交法(Taguchi method)結合倒傳遞類神經網路，建構一個可預測CAE分析結果的計算系統，並以深度學習的角度探討多層式架構對於預測精準度的影響，研究結果顯示，由田口直交表選出的訓練資料用於單一輸出的網路訓練時，可以得到高準確度結果，但是用於多輸出訓練時無法收斂，在訓練設定部分，最佳類神經設定參數為多層隱藏層，在實驗過程中會因為增加隱藏層數目，而訓練計算時間加快且準確率提高。