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研究生: 范家瑞
Fan, Jya-Ray
論文名稱: 電磁感應技術應用於模具快速加熱系統
Development of Rapid Mold Heating System by Using Electromagnetic Induction Technique
指導教授: 黃聖杰
Hwang, Sheng-Jye
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 變模溫ANSYS電磁感應加熱紅外線熱影像儀
外文關鍵詞: Variotherm, Infrared Camera, Electromagnetic Induction Heating, ANSYS
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  • 隨著時代的進步,現代人對3C產品的要求越來越高,然而傳統的定模溫製程受限於溫度,在製作上有所難度,因此,變模溫製程成為解決這類問題的最佳方法。目前的變模溫製程方法相當多:如薄膜加熱,蒸氣加熱,油加熱,紅外線加熱等方法。

    本論文模擬方式是以ANSYS做電磁感應加熱分析,模擬時將線圈和模板根據實際加熱情況作建模,並觀察其模擬結果與實驗結果是否相似。
    本論文實驗方式採用二種多匝線圈進行感應加熱測試,依序為跑道形線圈和螺旋形線圈。模板尺寸為150*150*10(mm),同時附帶11個5*5*150(mm)之溝槽。以螺旋形線圈和模版距離30mm為例,模擬結果顯示加熱速率為1.23℃/s,而實驗結果為2.87℃/s,其差異相當大,可能原因為模擬時材料參數資訊不足造成溫度上的差異,然而在溫度分布上,兩者的結果相似。
    將模擬與實驗數據作紀錄,同時作為日後線圈設計的依據。

    To increase the quality of 3C products, the mold temperature during injection molding needs to be precisely controlled. But the traditional manufacture is limited by constant mold temperature and it wouldn’t satisfy our demand. So the traditional injection molding process needs to be shifted to the variotherm system. So far, there exists many different approaches of variotherm system, for instance: thin film heating, steam heating, hot oil heating or infrared heating.
    In this thesis, ANSYS software was used for the electromagnetic induction heating simulation. The simulation results of temperature value comparing to the experimental ones were different, while the temperature distribution were the same. Due to the lack of information of the mold material, the difference in temperature value were expected.
    In the experiments, two different kinds of heating coil were investigated: elliptical coil and helical coil. The coil was placed behind the plate and heated the plate from different distances. An Infrared Camera was used to observe the surface temperature. These simulation and experiment data would be helpful for future design of rapid mold heating system with electromagnetic induction technique.

    目錄 中文摘要 1 Abstract 2 致謝 3 目錄 4 圖目錄 8 表目錄 12 符號表 13 第一章 序論 16 1-1前言 16 1-2射出成型基本認識 17 1-2-1模具種類 17 1-2-2塑膠射出流程 17 1-2-3射出機設備 18 1-2-4模溫對塑膠成型的影響 19 1-3文獻回顧 20 1-4研究目的 23 1-5文章架構 23 第二章 感應加熱的基本介紹與應用 30 2-1感應加熱的原理 30 2-2感應加熱的特性 32 2-2-1磁滯損(Hysteresis Loss) 32 2-2-2渦流損(Eddy Current Loss) 33 2-2-3集膚效應(Skin Effect) 34 2-2-4電阻率(Resistivity) 35 2-2-5相對磁導係數 36 2-2-6電感 37 2-2-7鄰近效應 38 2-2-8平板的電磁感應 38 2-3溫度分佈 40 2-4感應加熱的應用與優點 41 第三章 線圈設計與電腦分析 47 3-1線圈設計 47 3-2 ANSYS模擬分析 47 3-3電磁分析 48 3-4熱分析 49 3-5模擬環境 49 3-6材料性質 49 3-7邊界條件 50 3-8模擬過程 51 3-8-1電磁模擬 51 3-8-2熱模擬 51 3-9模擬結果 51 3-9-1跑道形線圈 51 3-9-2螺旋形線圈 52 第四章 實驗方法、結果與模擬結果比較 63 4-1加熱與冷卻系統 63 4-2加熱線圈及模板 63 4-3測量儀器 63 4-4示波器 64 4-5紅外線熱影像儀 64 4-6實驗步驟 65 4-7實驗量測 65 4-8實驗結果 66 4-8-1跑道形線圈 66 4-8-2螺旋形線圈 67 4-9實驗結果與模擬比較 68 第五章 結論與未來展望 78 5-1結論 78 5-2未來展望 78 參考文獻 80 索引 83 附錄A ANSYS Code 85 螺旋形線圈 85 跑道型線圈 89 作者自介 92

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    下載圖示 校內:2009-08-14公開
    校外:2009-08-14公開
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