光学镜片制程改善之研究.PDFVIP

光學鏡片製程改善 之研究 a b a a b 林文燦 謝忠祐 陳美子 陳明志 雒瑋群 a 國立勤益技術學院 工業工程與管理系研究所 b 國立勤益技術學院 精密機械與製造科技研究所 台中縣太平市中山路一段215巷35號 lin505@ncit.edu.tw 摘要 近年來 ，由於科技的進步 ，光電產品及其零組件 ，例如光碟機 、雷射印表機、 傳真機、影像掃描機及數位相機…..等，也不斷地推陳出新，而光學鏡片更是光資訊 及光電系統中不可或缺的關鍵性零組件。在面對光電產品需求量大增及品質的嚴苛 要求下 ，光學鏡片除了產品本身需不斷微型外 ，一般傳統塑膠射出成型所使用的試 誤或經驗法早已不符其需求 ，若能針對塑膠的翹曲變形加以了解與控制 ，才能充分 地掌握到成品的精度與品質 。 本研究使用有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA ）做為塑膠光學鏡片的材料， 運用田口品質工程的參數設計 ，應用直交表進行實驗設計 ，以信號雜音比之數據分 析方法來探討及改變射出成型機上的相關參數 ，進行改良塑化與充填品質 ，並探究 各參數因子在其他參數條件變化的情況下，對各項品質特性值的影響效果 ；同時找 出重要的影響參數 ，同時找出最佳化的加工參數 ，有效的控制整個製程 ，期望能提 供光電相關產業在推動競爭力與提升經營品質的參考。 關鍵詞 ：有機玻璃 （聚甲基丙烯酸甲酯）、田口方法、射出成型 、光學鏡片、翹曲 1.前言 自從高分子工業發展迅速，各種塑膠特性往往都能超越傳統材料，舉凡機械性 質、電氣性質、加工性 、耐候性等等 ，都是傳統材料難以與之匹敵的優點[3] 。由於 塑膠具有加工容易 、質量輕、價格便宜、用途廣泛等優越的特性，使得塑膠在目前 的各項產業科技中 ，已大量地取代其他工業用材料[4] 。而近年來 ，更由於光的資訊 和通訊等科技神速進步與被廣泛的應用 ，光電產品及其零組件更是不斷地推陳出 新 ，並迅速成為市場上需求龐大的消費性產品。而在此光電革命中 ，居於關鍵性地 位的光電零組件，更是影響產業發展的重要因素 ，其中光學鏡片更可說是光資訊與 光電系統中不可或缺的零組件[7] 。 實驗設備有其限制，本研究由於射出模具是一模兩穴，模穴的配置是採上下側 ， 為避免不同模穴射出鏡片的表面狀況差異過大，因此實驗試片取樣量測時選擇上端 試片 。 本研究依據專家訪談與文獻整理彙整影響翹曲度的因素 ，並利用田口式品質工 程的參數設計方法 ，應用直交表進行實驗設計 ，以信號雜音比之數據分析方法來改 變射出成型機上的相關參數 ，進行改良塑化與充填品質 ，並探究各參數因子在其他 參數條件變化的情況下 ，對各項(進料溫度、進料位置、射出速度 、射出壓力、保壓 壓力、保壓時間、模具模溫 、冷卻時間)品質特性值的影響效果；同時找出重要的影 1 響參數 ，同時找出最佳組合條件 ，以求得最佳化的加工參數，目的在於利用最少的 時間 、最低的成本以及有限的資源來求得有效的數據 ，希望日後對業界在量產相關 產品時有所助益。 2.研究方法 研究方法係利用田口品質工程的參數設計 ，提出下列步驟(如圖1) ，利用實驗尋 找光學鏡片製程中控制因子的水準組合 ，使系統對雜音因子的敏感度為最低 ，進而 提升系統的穩健性 。 確立問題與 田口方法規劃實驗 進行實驗 實驗數據分析與檢定 結果預測 結論與建議 影響因素 (因子與水準配置) 數據收集 (S/N 比、變異數分析) 圖1 研究步驟 2.1.文獻探討 2.1.1 田口方法 田口方法(Taguchi Method) [1] [2]是一套簡單 、有效且有系統性的參數設計及實 驗規劃工具除用在品質工程外 ，亦廣泛的使用在工程領域上 。田口博士