A Study On The Development Of Precise Plastic Injection Molds

本研究係針對「精密塑膠射出成形模具開發」進行系統化探討，目的在研擬出較佳的精密模具開發作業方式並展示精密塑膠模具開發的相關技術。精密塑膠模具的開發不單祇是技術層次的問題，工程作業模式和管理技術也佔有很重要的地位。透過系統化地探討相關技術及管理手法，本研究展示了一套系統化的工程手法，充分利用各種相關技術以改善目前模具業者面臨無法突破製作高附加價值的精密模具品質，以及無法快速達交期及欠缺競爭力的瓶頸。此運作方式主要採用的手法與技術有同步工程(Concurrent Engineering)的工程手法、流程改造、CAD、CAE的應用、模具零組件標準化、設計審查技術、失效模式效應分析…等，且充分應用資訊管理技術。為能具體展示本開發模式的流程及效益，本研究並以一個實際案例「微細間距連接器(Fine Pitch Connector)精密塑膠模具」的開發驗證本模式的可行性。依此建構的運作模式，能帶給業者在此變動快速且嚴苛的競爭環境下，提升精密塑膠模具的開發能力。This paper carries out a systematic study on the development of precise molds for plastic injection production. Not only the development technologies are investigated but also the engineering process and management. Based on the comprehensive study, this paper presents a structured development procedure that adopts various engineering and management techniques to improve the contemporary molding techniques for the development of high precise plastic molds. Concurrent engineering, process reengineering, CAD, CAM, molding standardization, project review, failure mold analysis, etc. are incorporated in this procedure, and information management is adopted as well. To practice the proposed procedure, a precise mold development for a fine pitch plastic connector is carried out following the procedure. Result shows that the proposed procedure can enhance the development of precise molds in shortening the development time, increasing mold quality, and reducing the development cost.圖目錄…………………………………………………………………………….....viii 表目錄……………………………………………………………………..……….…xi 中英對照表…………………………………………………………………………..xii 第1章 緒論………………………………………………………….…………...…1 1.1 研究背景與動機……………………………………………………….....…1 1.2 研究目的………….……………………………………………...…..…...…2 1.3 研究範疇………………………………………………………..…………...2 1.4 章節概要…………………………….………………………..……………..3 第2章 塑膠射出成形技術回顧與相關文獻探討……...…………………………..4 2.1 塑膠產品設計開發……………………………………………………….…4 2.1.1 塑膠產品設計與製作流程…………………………......................…5 2.1.2 塑膠產品肉厚考量………………………………………….…….…8 2.1.3 塑膠產品肉厚與澆口位置設置………..………...……………..….14 2.1.4 CAE工程分析協助肉厚設計……………………………….…......15 2.1.5 塑膠產品尺寸精度…………………………………..…………..…16 2.2 塑膠材料的探討….......................................................................................17 2.2.1 塑膠的基本分類……...………………………………………….…18 2.2.2 高性能工程塑膠..………………………………………………..…20 2.3 流動不平衡問題探討與改善對策…………………...……………….…...25 2.3.1 模穴內流動不平衡現象……...………………………………….…25 2.3.2 改善對策……...………………………………………………….…28 2.4 同步工程探討………………………………………………………….......31 2.5 射出成形相關技術……………...………………………………………....34 2.6 CAE模流分析軟體探討.….....................................................................…36 2.7 文獻探討結語………………..………...……………………….……....….41 第3章 精密塑膠射出成形模具開發要項……………………………………......43 3.1 模具開發工程管理……….…………………………......…………………43 3.1.1為什麼需要同步工程?...........................…………………………....44 3.1.1.1同步工程………………………………………………………45 3.1.2 建立資料庫……………………………...…………………….……47 3.1.3 產品設計審查……………………………………...………….……51 3.1.4 失效模式效應分析的應用……….…………………………..…….53 3.2 精密塑膠射出成形模具開發技術………………….…...………………...54 3.2.1 精密射出成形模具設計與製作考量要點……………………........54 3.2.2 模具穴數考量..………………………………………………....…..61 3.2.3 流道與澆口設計…………………………………………….….......63 3.2.4 影響分子鏈配向因素…….………………....………………….......68 3.2.5 CAD、CAM和CAE 在塑膠模具的應用……………………….…….…70 3.3 小結………………….…………………………………...………………...72 第4章 實例驗證與結果分析…………………………………..…………….…....73 4.1 連接器的生產需求趨勢……………………..……….…………….….......73 4.2 精密塑模開發案例；板對板連接器……………..….………….................76 4.2.1 板對板連接器塑膠件產品規格……………………….…….......…77 4.2.2 產品設計審查………………………..........................…..............…77 4.2.3 模具開發規範書………………….............………………………...78 4.2.4 模具開發時間與成本分析…………….............…………………...80 4.2.5 塑膠產品成本評估.........…………………………………………...81 4.2.6 精密塑膠模具開發....………………………………………….…...83 4.2.7 模具開發設計查核表………………………………...………….…86 4.2.8 模具開發失效模式與效應分析(FMEA)……………...………….…89 4.2.9 模具開發CAD 運用………………..…………………………….....92 4.2.10塑膠模具開發CAE分析…………………………………………....93 4.3 案例總結…………………………………………………………….....…115 第5章 總結與未來研究探討建議………………………………………..…...…119 5.1 總結…………………………………………………………………….…119 5.2 未來研究探討建議…………………………………………………….…120 參考文獻……………………………………………………………..………….….12