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作者:羅萬中、吳政諺、莊道良、馬寧元、李新中射出成形組件殘留應力與黏彈性變形之探討

射出成形是高分子加工最常見操作之一，高品質產品一般不需要主要後續加工處理，然而殘留應力若存在於塑膠組件會影響射出組件之最終形狀與機械特性。殘留應力受到高分子熔融流體、壓力分布、非均勻溫度場與密度分布影響。模穴充填與冷卻階段之模擬可預測同向彈性固態物體射出後殘留應力場，熱-黏彈性熱力分析可預測組件退火後之變形與殘留應力分布。可利用鑽孔法量測複雜形狀組件、成形組件自表面到中心之拉伸與壓縮殘留應力分布，組件黏彈性退火變形及變形幾何結構可與3D掃描器量測結果比較，組件黏彈性熱週期之應力分析亦可預測射出成形高分子組件之長期行為。

作者:林俞廷、王心德、鄭淙仁精微沖床設計分析探討

精微沖床乃屬於連續沖擊式加工設備，因應3C產業發展蓬勃，如光電及數位硬體相關的零件，其精細複雜形狀的金屬零件需求日增，尺寸精度與特徵精度要求將伴隨提高至微米等級以上，其設計與組裝方式要求都有別於傳統中大型沖床。由於精微沖床精度好壞，將直接影響模具使用壽命、產品精度及產線成本等，如何提高精微沖床設備之精度與性能，將是未來發展精微成形領域主要關鍵技術之一。影響精微沖床的主要因素可概括為動態精度與靜態精度，靜態精度高低對於設備承受負載力時，其機身受力產生之彈性變形量的大小，其影響因素主要取決於沖床機身、滑塊、傳動連桿及台盤等剛性值，其剛性值可參考JIS沖床規範；動剛性精度高低在於設備進行動態加工時，其滑塊下死點精度重覆性之可能，影響主因大多為機身震動或是當沖床運動件受負載時的彈性變形量等。

一般而言，沖壓產品精度程度，不外乎採用具有高精度等級的沖床，並取決於模具的加工精密程度，因此，精度要求更佳的精微成形來說，除高精密模具設計與加工影響外，沖床能否相對應達到高剛性需求、抗偏心負荷能力、提高機態作動平衡特性及動態剛性等，將顯得極為重要，於本文中，將以欲開發之四點式連桿沖床進行設計與相關分析評估。

作者:林英傑試作技術及試作中心簡介

近年來日本製造業因成本考量，大量生產紛紛外移，在日本國內則改朝開發試作發展，以協助下游產品/系統廠快速開發高值產品為主，並在各地出現整合型試作團隊，以技術互補的團隊合作方式對外接單，已獲得日本業界的廣大迴響。本文主要介紹各式試作技術及試作中心之運作模式,希望藉此激發各界朝此方向共同努力。

作者:蘇賢修、張燦勳、蔡盛祺正齒輪齒形彈性補償冷鍛分流成形模擬分析

本研究提出一道次冷間鍛造分流成形來製作正齒輪。與傳統機械加工法中銑削、刨削，輪磨等製作程序相比，由於鍛造齒輪於齒形部位不需要作進一步的切割，因此可降低製造成本。採以上下沖頭複動化鍛造降低成形負荷，且利於齒形充填成形。在冷間鍛造變形模式中，材料受模具擠壓變形時，模具與材料接觸的表面受壓應力影響，輪廓產生彈性變形，齒輪鍛件成形後脫模，因應力釋放效應，促使齒形產生回彈變形，以上兩項彈性變形量將對鍛造齒輪的齒形精度及尺寸造成影響。針對冷間鍛造正齒輪提出齒形補償設計方法，考量預先設計之模穴齒形彈性變形量及鍛件齒形回彈量，以非標準漸開線修正齒形輪廓補償齒形彈性變形量，使鍛件脫模後能自動回復至標準漸開線輪廓。應用有限元素分析軟體DEFORM 3D來評估所提出的模具外形設計及模擬分流成形製程。由成形模擬分析結果可知本文所提出的齒形彈性補償法能成功預測成形過程所造成的彈性變形量，並完成齒形輪廓修整。再者，期望本文在產業及理論研究上，均能協助提升正齒輪的冷鍛近淨形技術。

作者:林俞廷、陳品均、鄭淙仁、林志浩精微沖鍛自動化系統開發

參考現今日本模具產業發展，已逐漸整合伺服系統於相關沖壓設備、傳送設備並結合於模具成形產業，除可利用伺服系統有效克服製程上問題，同時藉由自動化與沖床通用設備整合，達到更有效率的製程系統。近年受到中國大陸利用人力與資本優勢，因此國內已有部份製造產業因此受到影響，由於國內工具機產業與模具產業一直是台灣機械產業重要基石，其相關精密製程、模具與成形技術現今仍優於中國大陸。

這意味著台灣應要跨入較具門檻的精微產業開發，以區隔與中國的技術與產品差異，其中關鍵因素之一，便是如何開始整合製程與設備的自動化系統，這也是近年國內模具成形產業積極推動的方向之一。因此，本文便以精微產業中的精微傳動元件－精微齒輪為一示範載具，藉由模具、沖壓設備與周邊自動化整合出一精微沖鍛自動化系統。

作者:鄭淙仁、林志浩、林俞廷、陳品均、王靖惠微型正齒輪密閉鍛壓模具設計與分析

因應機器人發展需求，減速機用微齒輪對於疲勞強度的要求越來越高。因此本研究針對模數0.12、齒數7、高度1.5 mm及AISI 1015材質的正齒輪零件，開發密閉鍛壓成形模具設計分析技術。為求材料塑性應變均勻，設計可雙向驅動沖頭及密閉鍛壓的模具機構，並藉CAE軟體–DEFORM來分析不同鍛胚形狀影響鍛壓成形負荷及材料流動變化的影響。

研究結果顯示三種不同形狀鍛胚以密閉雙向鍛壓模具結構進行成形分析，皆無鍛壓夾料缺陷。其中實心型鍛胚雖然容易車削加工，但成形負荷最高（683 kg）；而中空型鍛胚成形負荷最小（548 kg），但因內孔徑比太大，車削加工困難度較高；反觀中孔型鍛胚成形負荷在兩者之間（585 kg），車削加工也能輕易達成。可作為業界開發微齒輪的設計參考。

作者:蔡元勛、李仲淇、簡瑞廷、陳建羽超音波輔助射出成形微結構之研究

隨著科技蓬勃發展下，人類對物質生活的要求提昇下，一般傳統滿足功能性的塑膠製品已漸漸無法滿足消費者需求。因此如何有效提昇成形過程結構之轉寫性及降低成形能量耗用，更是當今產業界追求之重要課題，故衍生出許多提昇結構轉寫的成形技術，如快速變模溫（Rapid Heating and Cooling Molding, RHCM）、高週波感應加熱及氣體加熱等技術。

因此，本研究提出一新穎成形技術-超音波輔助射出成形技術，利用超音波模組，其接觸探頭直徑2.5 mm、長度257 mm、振幅5-15 mm及頻率25 KHz，以超音波模組輔助射出成形的概念，利用開發超音波震盪模組，結合具有微結構之塑膠模具，其模具試片規格20 × 20 × 3 mm，並具有微結構深度1 mm及V-Cut微結構角度120度之特徵，利用超音波探頭放置於澆口直接與塑料接觸，透過震盪延遲塑料固化構想進行實驗，並於實驗過程中導入田口實驗方法，以L9之直角表規劃實驗配置，探討射出速度、振動幅度、振動時間及保壓壓力等因子對微結構轉寫之重要性，由實驗結果得到保壓壓力、射出速度及振動時間為影響轉寫的重要因子，可有效提升微結構轉寫深度達0.92-0.94 mm，有效輔助微結構轉寫狀況。

作者:張維麟雷射切割於已成型彎管上加工之應用

如何在已成型的彎曲管材上有效率的進行切割加工一直是一大課題。因此利用雷射切割可進行高速度的金屬切割移除以提高加工效率。而針對不同形狀的彎曲管材，使用機械手臂可以不受限制的到達需要加工的位置。整合雷射切割模組和機械手臂模組再加上CAD/CAM加工程式，使得已成型彎管切割具有高速度、高精度與低成本等出色之表現。

作者:成庭皓、李聲昀、林祐廷、蔡佳濃應用最佳化方法進行車輛底盤之輕量化設計

在全球暖化日益嚴重的今日，如何減緩暖化的趨勢已成為各國政府及汽車製造商不斷努力的課題，正因為如此，降低車輛的二氧化碳排放以及燃油消耗，已是近年來汽車發展的主要趨勢之一，除了改善動力系統的效率、使用混和式動力系統、降低車輛的風阻係數及輪胎的摩擦阻力等方法之外，輕量化亦是減少二氧化碳排放以及燃油消耗的主要方法之一；本文即應用最佳化方法、新材料及新製程，以國內自主整車廠之SUV車型為設計載具，在維持相同之彎曲及扭轉剛性的限制條件下，進行車輛底盤之輕量化設計。

作者:王順輝、陳超明、蔡怡迦、楊智超車輛用輕量化材料與產品製程技術

環保、節能是當今全球車輛產業關注的焦點議題，而車輛輕量化技術是達成此一目標之重要途徑，其中輕量化材料與製程技術開發更是目前研發重點。本文將針對奈米晶鋁合金、金屬基複合材料、耐高溫鋁合金等材料；以及半固態成形、擠壓鑄造等製程技術作簡介，包含了目前發展現況及工研院研發之成果，提供國內各界進行相關研究的參考。

作者:傅春能、古鎮南、詹德貴、林俊廷、鄭陳嶔超薄導光板設計與製造技術

中小型尺寸顯示器面板為了因應市場需求，薄型化一直都是導光板相關設計者追求的目標。而降低成本、減少厚度（重量），再結合更有效率的生產製程提高產能，更是業者追求的目標。本文不同於傳統射出成形技術，而以R2R （Roll to Roll）熱押出成形技術應用於超薄導光板開發，以及表面微結構的成形分析，提供超薄導光板設計者的參考，同時期望能大幅提昇產品競爭優勢。

作者:楊政城、范逸之射出成形機產業的發展趨勢及資訊模型介紹

橡塑膠機為台灣四大機械產業之一，且為出口導向的產業，其中射出成型產業經過多年的發展，在工業4.0的浪潮下也意識到應該與時俱進而有所改變，本文除介紹國際上射出成形產業在工業4.0的發展下的發展趨勢，同時介紹最新定義出的資訊模型Euromap 77，作為射出成形機通訊的基本規範，統一的資訊模型為降低設備通訊障礙的重要里程碑。

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