喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 編號： 畢業(yè)設計(論文)外文翻譯 （譯文） 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 韋良華 學 號： 1000110129 指導教師單位： 機電工程學院 姓 名： 陳虎 職 稱： 助教 2014年 5 月 26日 通過實驗設計優(yōu)化微注射成型工藝 摘要 本文提出通過試驗設計（DOE）優(yōu)化微注射成型（MIM）過程。MIM是一種相對較新的用于微部件的快速制造的技術。由于改變工藝參數(shù)，為了滿足質(zhì)量和可靠性的限制，減少操作過程中變異的是非常重要。在這項研究中，對MIM工藝的理解，它是通過DOE的六個影響表面質(zhì)量的參數(shù)，流動長度和長寬比來優(yōu)化的。顯著單一的工藝參數(shù)以及它們之間的相互作用是通過統(tǒng)計分析確定。為2級的試驗中，20：21：20的縱橫比，分別對應聚丙烯（PP）丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）和聚甲醛（POM）實現(xiàn) 關鍵詞：微注射成型（MIM），試驗設計（DOE），全因子，部分因子，優(yōu)化設計的設計 第一章 引言 因為它的大批量生產(chǎn)能力和低元件成本，微注射成型（MIM）是一種在微型制造行業(yè)內(nèi)流行的相對較新的技術。為了使MIM以最小的成本實現(xiàn)最高品質(zhì)的元件，理解的過程并確定不同的獨立參數(shù)的影響是很重要的。一種可以采用的調(diào)查MIM的整體操作的方法是試驗設計（DOE）的設計。在一般情況下，DOE（DoE）可用于收集從每個過程，并通過數(shù)據(jù)分析獲得加工工藝的理解。這個程序可以幫助優(yōu)化過程，并最終使得質(zhì)量的提高。 本文的結構如下，在MIM工藝在第2節(jié)所述，在第3節(jié)DOE的介紹，實驗數(shù)據(jù)的收集之后第4節(jié)解釋，結果和數(shù)據(jù)分析進行說明在第5節(jié)說明。結果的討論，在第6節(jié)提出，最后在第7節(jié)給出結論的文件結束。 2212-8271?2013的作者。由Elsevier BV公司負責出版，羅伯托特提教授同行評議 DOI：10.1016/j.procir.2013.09.052 第二章 微注射成型（MIM） 微注射成型[1]是在制造世界一個相對較新的技術，因此，它需要被深入研究調(diào)查。據(jù)Liu等人[2]進行微粉末注射成型，因為它在許多不同的領域，例如醫(yī)學，光學和電信，成功的應用，使得微系統(tǒng)技術被廣泛使用在新的21世紀，。帶有大批量生產(chǎn)能力和低元件成本，使得MIM技術是進行微制造中的一個關鍵生產(chǎn)工序。MIM的組件分為以下兩個類別之一： A型：外形尺寸小于1mm ；B型：微特征小于200μm。 由Sha等人[3]在美國DOE進行初步工作和MIM的數(shù)據(jù)分析，主要集中在5個不同的受三個不同的聚合物材料可達到的高寬比影響的因素（熔體和模具溫度，注射速度，壓力和流動狀態(tài)）的分析。本實驗縱橫比是一個特殊設計的微特征，其為較長尺寸與較短尺寸的的比率。他們的研究結論是，熔體溫度（TB）和注射速度（六）是受在復制所有三種聚合物材料的微觀特性中可達到的長寬比的影響的關鍵因素。 由Griffiths等人[4]進行的MIM工具的表面質(zhì)量效果主要集中于影響熔體流動和模具表面之間的流動行為，并相互作用的因素。這些早期的調(diào)查結果都考慮到了這項研究。 圖1示出了MIM型機的畫面。DOE的規(guī)劃和數(shù)據(jù)分析使用的統(tǒng)計軟件包“Minitab 16”進行。 圖1 微型注塑機[5] 第三章 設計實驗（DOE） 在實驗中定義和調(diào)查所有可能的條件涉及多重因素的技術被稱為實驗的設計。 這兩種DOE類型被廣泛采用是析因設計與田口方法。根據(jù)實驗Minitab的設計[6]，析因設計是一種設計的實驗，允許同時影響研究，一些因素可能對產(chǎn)生同一個影響結果。當進行實驗，不同的所有因素的水平同步，而不是一次一個，允許相互作用的因子的研究。 在全面析因?qū)嶒?，響應于實驗因子水平的所有組合計算。因子水平的組合代表了在響應將被測量的條件。每個實驗條件稱為運行和響應測量觀察。整組運行的是“設計”。 為了最大限度地減少時間和成本，因此能夠排除一些因子水平的組合。因子設計中，一個或多個電平組合被排除被稱為部分因子設計。 有用的部分因子設計的因素中篩選出來，因為它們減少運行次數(shù)以達到可管理的大小。被執(zhí)行的運行是一個選擇的子集或完全析因設計的一小部分。但Roy [7]提到，使用全因子和部分因子能源部可能會導致以下問題：實驗在成本和時間變量的數(shù)目是大的而變得笨拙;兩種設計為相同的實驗可能會產(chǎn)生不同的結果;這些設計通常不允許確定各因素的貢獻;實驗用的大量因素的解釋可能是相當困難的。 因此，田口方法，以克服這些問題被開發(fā)了。田口方法是定義和調(diào)查所有可能的條件中涉及到多個因素的實驗技術。 田口方法首先由田口玄一博士在第二次世界大戰(zhàn)[8，9]后提出。他想出了三個基本概念[7]：1、質(zhì)量應該設計到產(chǎn)品中，而不是檢查了進去。2、質(zhì)量最好通過最小化從一個目標的偏差來實現(xiàn)。本產(chǎn)品應設計成使得它是免疫不可控的環(huán)境因素。3、質(zhì)量成本應作為衡量偏離標準的函數(shù)和損失應該是衡量整個系統(tǒng)的函數(shù)。 田口博士建立了一個三階段的過程，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)上述概念的增強DOE，即系統(tǒng)設計，參數(shù)設計和容差設計。 在第一階段，系統(tǒng)設計是確定的設計因素的合適的工作水平。它包括設計，并根據(jù)選定的材料，零件和標稱產(chǎn)品/工藝參數(shù)的系統(tǒng)測試。 參數(shù)設計是一個尋找可以實現(xiàn)產(chǎn)品/過程的最佳性能的因子水平。 公差設計的最后階段是降低其顯著影響產(chǎn)品/工藝因素的耐受性。 構建一組特殊的陣列稱為正交陣列（OAS）奠定了實驗。在OA簡化了實驗設計過程。它是通過選擇最合適的OA完成的，分配的因素、以適當?shù)牧胁⒚枋龇Q為試驗條件的個別實驗的組合。 在這項研究中，一個部分因子DOE與Taguch的設計理念為提高質(zhì)量相結合進行。 第四章 實驗數(shù)據(jù)收集 該實驗由沙等人[10]所定義的來設計和設置。該實驗的目的是分析六個可實現(xiàn)的高寬比的因素影響，并找到最顯著因素，以達到給予最高的長寬比的最佳的設置。圖2示出了測試微特征的一部分和腿具的有兩個水平寬度（W），200或500微米，和深度（D），70（D1）或100（D2）微米的形式，其中具有相同深度的特征，D1或D2，分別組成上部分的一側(cè)上。 圖2能源部測試部分 三種不同的材料，即，半結晶聚合物，如聚丙烯（PP），聚甲醛（POM）和無定形聚合物，如丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯（ABS）是在本研究中。調(diào)查的參數(shù)為料筒溫度（TB），模具溫度（Tm），注射速度（V），保壓壓力（PH），空氣疏散（VA）的存在和微腿寬度（W）。 縱橫比，即，微特征和它們的深度的長度之間的比率，D1或D2，是在實驗過程中測定。具有相同的W和D（2每部分），同時施加于表1中給出的過程設置，24次的測量的響應的平均值被用于本研究。 表1 2 DOE二級MIM工藝參數(shù) MIM工藝參數(shù)和DoE水平 聚合物 級別 鋱（oC） Tm（oC） Vi（毫米/秒 Pb Va W（微米） PP 1 200 35 50 No No 250 2 225 50 100 Yes Yes 500 POM 1 180 35 50 No No 250 2 200 60 100 Yes Yes 500 ABS 1 248 60 50 No No 250 2 258 75 100 Yes Yes 500 第五章 實驗結果與數(shù)據(jù)分析 在這個實驗中應用一個2級六個因素部分因子設計（26-2）。DOE被用來確定處于活動狀態(tài)的顯著因素，并研究微流道的填充因子。這個練習的目的是看DOE響應的結果以了解該過程，然后選擇顯著因素及其達最佳性能所必需的相應的設置。 5.1、結果 這是DOE測定實驗熔體填充的長度和通道的深度之間的比率的的反應，D1或D2被記錄在表2中。D1和D2上表中所示的值是24次測量的平均值的值。 表2為2級MIM工藝參數(shù)的實驗結果 運行/試驗編號 MIM工藝參數(shù) PP POM ABS Tb Tm Vi Ph Va W D1 D2 D1 D2 D1 D2 1 1 1 1 1 1 1 4 9 2 4 0.5 8 2 2 1 1 1 2 1 6 13 4 5 4 7 3 1 2 1 1 2 2 7 15 4 6 5 17 4 2 1 1 1 2 8 20 6 12 6 19 5 1 1 2 1 2 2 11 20 1 5 6 20 6 2 1 2 1 1 2 17 18 6 12 7 20 7 1 2 2 1 1 1 10 18 3 6 6 19 8 2 2 2 1 2 1 15 20 6 14 7 20 9 1 1 1 2 1 2 7 11 3 4 3.5 18 10 2 1 1 2 2 2 7 19 4 5 5 20 11 1 2 1 2 2 1 5 10 3 5 0.8 8 12 2 2 1 2 1 1 7 14 5 8 1.2 9 13 1 1 2 2 2 1 9 16 4 6 6 18 14 2 1 2 2 1 1 12 20 5 11 7.5 20 15 1 2 2 2 1 2 11 20 5 11 7 20 16 2 2 2 2 2 2 17 20 8 16 7.5 19 5.2 數(shù)據(jù)分析 統(tǒng)計軟件包“Minitab16”是用來分析從實驗獲得的結果。該分析用于在 D1和D2兩種情況下PP的結果，如表3所示。 表3 估計效果和PP-D1數(shù)據(jù)的DOE系數(shù) 術語 效果 系數(shù) ?系數(shù)標準誤差 T P Tb 3.125 1.5625 0.3125 5.00 0.038 單 因 素 Tm 0.8750 0.4375 0.3125 1.40 0.296 Vi 6.375 3.1875 0.3125 10.20 0.009 Ph -0.3750 -0.1875 0.3125 -0.60 0.609 Va 0.1250 0.0625 0.3125 0.20 0.86 W 2.1250 1.0625 0.3125 3.40 0.077 Tb*Tm 0.3750 0.1875 0.3125 0.60 0.609 相 互 作 用 Tb*Vi 1.8750 0.9375 0.3125 3.00 0.095 Tb*Ph -0.3750 -0.1875 0.3125 -0.60 0.609 Tb*Va 0.1250 0.0625 0.3125 0.20 0.860 Tb*W 0.1250 0.0625 0.3125 0．20 0.860 Tm*Ph 0.3750 0.1875 0.3125 0.60 0.609 Tm*W -0.6250 -0.3125 0.3125 -1.00 0.423 第六章 結果討論 上述結果分別用于生產(chǎn)更多的證據(jù)來支讓MIM工藝因素的技術支持。 使用α=0.05，適用于PP -D1，發(fā)現(xiàn)Tb值是0.038和Vi為0.009表明，這兩個單因素Tb和Vi是顯著主要影響，即它們的p值小于0.05。這兩個單因素，其作用和其它計算值在表3中顯示。此外，上述結果表明，沒有一個雙向的交互是顯著的。這顯然是受了“標準化效應正態(tài)圖”（圖3）和“帕累托圖theStandardized的影響”（圖4）所示。 圖3對PP-D1的正常影響 圖4 用于PP-D1帕累托圖 6.1 正常效果圖 請鍵入文字或網(wǎng)站地址，或者上傳文檔。 您是不是要找： The above results were utilised to produce more evidence to support the claims for strong factors which matter the most for the MIM process. 、 、一個正常的效果圖用于比較相對大小和主、交互效應的統(tǒng)計顯著性。如圖3，Minitab中繪制一條直線來指示該點預計將下降，如果所有的效果都接近于零。不屬于直線附近的 點，通常有顯著信號因素的作用。這樣較大的效果一般去進一步遠離擬合直線相比不重要的影響。默認情況下，Minitab中使用α=0.05和標簽效果顯著。因子C和A明確標示標簽的示于圖3。這是通過在MIM工藝對PP-D1具有更大的權重的系數(shù)C相比，在該圖中可以看到系數(shù)a。 6.2帕累托圖 帕累托圖的作用是用來比較相對大小和主、交互效應的統(tǒng)計顯著性。如圖4，Minitab繪制以絕對值的因素影響遞減順序的。圖表上的參考線指示哪些因素影響顯著。當你的模型中包含的誤差項，默認情況下，Minitab中使用α=0.05繪制參考線。在圖3的結果確認圖4中顯示的結果為因子C和 A是已通過參考線僅有的兩個因素的影響，并且因子C比因子A具有更大的影響。 6.3主效應圖 在分析中的下一個步驟是看的顯著相互作用。表3計算的雙向互動效應，可以直觀地顯示在交互作用圖，看看這些影響有多大。交互作用圖顯示了兩個可疑的相互作用的因素，改變一個因子的設置對另一個因子的影響。因為交互可以放大或減小主效應，即取決于相互作用是否是正或負，評估相互作用是極其重要的。而接近平行線表示因子之間很少或沒有相互作用，相交線信號的交互。交互量是成正比的交角，即接近90°表達了強烈的相互作用。 在圖6中的交互作用圖顯示，即在兩個同級別的Tb，響應Vi在100的高寬比Vi在50更高。但是，可以看出，Tb設置為225使用Vi在100運行和使用Vi在50運行其響應差的差比Tb設置為200使用Vi在100運行和使用Vi在50運行的縱橫比差別更大。這表明，以獲得最高的長寬比應定為225，而Vi保持在100。 圖6 PP -D1交互作用圖 這項研究表明，除了在聚甲醛-D2，ABS-D1和ABS-D2用的雙向互動，在大多數(shù)情況下，縱橫比是通過單因素的影響。對于PP-D2，Vi只在PP-D1，Tb和Vi的情況下。對于POM-D1，Tp，Tm, Vi和W和對于POM-D2，Tb，Tm，Vi，W和TbXVi。當ABS用于D1中的影響因素分別為Tp，Vi，W和TmXPh對于D2的顯著因素Vi，W和TmXPh。在表4中以粗體顯示的條目指示所選設置的顯著因素。陰影部分在表4中示出的因素之間的雙向交互。 使用消除過程中的關鍵因素的PP被確定為機筒溫度（Tb）和噴射速度（Vi），對于聚甲醛為機筒溫度（Tb），模具溫度（Tm），噴射速度（Vi）和寬度（W）以及ABS為機筒溫度（Tb）的，噴射速度（Vi）和寬度（W）與模具溫度（Tm）固定在75，因此該因素保持壓力（PH）和空氣排出的存在（Va）能在MIM工藝被忽略。這給出了4項試驗適用于PP，16項試驗的聚甲醛和8個試驗的ABS全階乘。另外，作為本研究的結果是，最優(yōu)設置，為使用不同的材料實現(xiàn)最高的比率方面可以被概括如下： PP-D1：Tb在225和六100; PP-D2：Vi為100; POM-D1：Tb200，Tm為60，Vi在100和W為500; POM-D2：除了W同為D1; ABS-D1：TB為258，六100，W500，而 Tm是固定在75; ABS-D2：Vi100，W500，而Tm為固定在75。 驗證試驗中進行驗證為已選定的理論上和重復24次平均測得的反應，得到最好的縱橫比迄今發(fā)現(xiàn)上述設定的最佳性能。它們?nèi)缦拢簩郾┖途奂兹?0的最佳縱橫比和21A的BS。 第七章 結論 在本文中已被提出對于理解MIM工藝和利用DOE的工藝參數(shù)的分析方法優(yōu)化。已經(jīng)進行一個部分因子實驗Taguch的質(zhì)量概念以節(jié)省時間和精力進行判斷。在測量的響應的形式收集的數(shù)據(jù)已被成功地分析，以確定顯著單因素以及雙向的相互作用。進一步，在研究中通過DOE（DoE）方法使用不同的材料所確定最佳工藝參數(shù)設置已經(jīng)由運行試驗驗證和測量以符合MIM工藝參數(shù)的最佳設定值實現(xiàn)的高寬比的響應驗證了理論結果。通過這項研究的MIM獲得的知識將有助于理解和優(yōu)化納米注射成型（NIM）的過程[11]。 致謝 感謝歐盟FP7 FlexiTool項目支持這項工作。 文獻 [1] Trotta, G., Surace, R., Modica, F., Spina, R., Fassi, I. 2011 聚合物組分AIP機密的微注射成型。 PROC。 2011; 1315:1273-8。 2 ] Liu, ZY, Loh, NH, Tor, SB, Khor, KA, Murakoshi, Y., 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Packianathera*, F. Chana, C. Griffithsa, S. Dimovb, D.T. Phamb aIMME英國卡迪夫CF243AA游行皇后大廈卡迪夫大工程學院 英國伯明翰B152TT伯明翰大學機械工程學院 *通訊作者聯(lián)系電話：+44-29-20875911;傳真：+44-29-20874695；電子郵件地址：packianatherms@cf.ac.uk 11