射出壓縮成型之三維CAE分析｜國立清華大學博碩士論文庫

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研究生：	張汶雅 Wen-Ya Chang
論文名稱：	射出壓縮成型之三維CAE分析 A Three Dimensional CAE Analysis of Injection-Compression Molding Process
指導教授：	張榮語 Rong-Yeu Chang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 化學工程學系 Department of Chemical Engineering
論文出版年：	2000
畢業學年度：	88
語文別：	中文
論文頁數：	87
中文關鍵詞：	射出壓縮、共位體心式有限體積法、可壓縮流體、壓縮速度、融膠溫度、密度、黏彈性理論
外文關鍵詞：	injection-compression molding, collocated cell-centered finite volume method, compressibility, compression speed, melt temperature
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本研究主要是以理論分析探討射出壓縮成型的過程，以黏彈性理論來描述高分子的P-V-T行為，modified-Cross model 來描述高分子的流變性質，同時採用有限體積法，做三維數值計算，結合理論基礎和數值方法，建立一理論模擬程式，以預測射出壓縮製程中，熔膠在模穴內流動狀態及密度、溫度、壓力、速度的分布。探討密度變化與內部流場的流動互相影響，發現在壓縮速度越大時，密度越大，但當壓縮速度太大時，反而因高分子來不及重排而不能達到最大密度，而當融膠溫度較低時，則所得之密度越高。

In this paper, a numerical algorithm is developed to simulate the injection compression molding process. By using viscoelastic theory as describing P-V-T behavior of polymer material, and by using modified cross model as describing rheological behavior of polymer material, we can build up a complete formulation. By employing finite volume method, the governing equations are solved. We calculate 3-D velocity field and pressure field and thermal field by iterative solver. Combining formulation and numerical method ,a simulation program is got to predict the distribution of pressure, temperature, density and velocity during the injection compression process.
Based on these simulation results, it was found suitable for the physical phenomena ,and it was found that the quality of product is well improved by this technology.

中文摘要                                I
Abstract                                II

目錄                            III

圖目錄                                  VI

表目錄                                  X

第一章、緒論                   1

1-1研究目的與動機                      1

1-2傳統射出成型                        2

  1-2-1傳統射出成型製程               2

  1-2-2傳統射出成型特點               3

1-3射出壓縮成型                        3

  1-3-1射出壓縮成型製程               3

  1-3-2射出壓縮成型優點               5

1-4分子定向與殘餘應力                 6

  1-4-1分子定向與殘餘應力的量測      6

  1-4-2影響分子定向與殘餘應力的機制  7

第二章、文獻回顧                       8

2-1傳統射出成型之精密度               9

2-2射出壓縮成型之應用                 9

2-3射出壓縮成型之理論模擬             12

2-4高分子非平衡態P-V-T模式            13

第三章、研究方法                       14

3-1理論分析                    15

  3-1-1統御方程式                      15

  3-1-2邊界條件                        15

  3-1-3 Bogue方程式之修正式           17

  3-1-4 modified Cross model 19

3-2數值方法                    19

  3-2-1基本假設與簡化                 19

  3-2-2有限體積法                      20

  3-2-3 去耦合計算法          22

  3-2-4移動邊界                        24

  3-2-5數值計算流程                    25

第四章、結果與討論                     27

4-1三維模擬計算結果                    27

  4-1-1網格                    27

  4-1-2材料參數                        29

  4-1-3加工參數                        31

  4-1-4壓縮行程                        31

  4-1-5 冷卻階段                       43

4-2成型參數之影響                      50

  4-2-1 壓縮速度的影響                50

  4-2-2 融膠溫度的影響                57

第五章、結論與展望                     64

附錄                            65

附錄A、Bogue 修正式之推導             65

附錄B、動量守恆積分式之離散推導      71

附錄C、質量守恆積分式之離散推導      75

附錄D、能量守恆積分式之離散推導      81

參考文獻                                 85

1.陳永徵，“射出壓縮成型製程特性暨雙折射率差值模擬計算與量測”，博士論文，中原大學機械系(1998).
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4.朱威達，“塑膠射壓成型在壓縮階段之模擬”，碩士論文，清華大學化工系(1998).
5.B. Miller,“Predicting Part Shrinkage is a Three-way street”, Plastics World, p48(1989).
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8.S. Young and M. Ke,“Experimental Study on Injection- Compression Molding”, ANTEC’93, VOL.XXXIX, p2182(1993).
9.松田俊介，伊藤彰勇，田村徹，“塑膠鏡片超精密射出壓縮成型技術”, National Technical Report, 31, p641(1985).
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11.段啟聖，王德修，蕭柏齡，吳建宗，葉宗明，劉信助，“PC近視鏡片射壓成型研究”，第十五屆高分子研討會，p247(1992).
12.W. Knappe and A. Lampl,“Optium processing conditions in the injection/compression moulding of plastics ”, Kunststoffe, 74, 2, p79(1984).

全文公開日期本全文未授權公開 (校內網路)
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全文公開日期本全文未授權公開 (國家圖書館：臺灣博碩士論文系統)

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