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按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,材料與加工,授課者,：,郭鶴琳,班級：,工設四日二,A -102,下,103/05/19,材料與加工 授課者：郭鶴琳,結合技術,熱鉚合,(,接,),裁縫拼飾,高週波熔接,第,14,週,結合技術熱鉚合(接)第14週,熱鉚合,(,接,)(Heat Staking),熱鉚合是一個,乾淨且具高效率的製程,，常被應用於組合射出成型之熱塑性塑膠零件與其他材質零件,(,尤指金屬零件,),之,永久性結合,。,熱鉚合是藉由加熱讓塑膠柱熔化變形而成為永久結合,。,這個製程主要包括兩種技術：,熱風,與,超音波熱鉚合,。,第,14,週,熱鉚合(接)(Heat Staking)熱鉚合是一個乾淨且具,熱鉚合,(,接,),什麼是,熱風熱鉚合,(接),?,熱風熱鉚合是一種兩階段的製程。,第一階段，將兩零件預組並放至機台 ，,熱風直接吹向塑膠柱,，熱風溫度由所應用材料之塑化溫度而定。,第二階段，一個具成型頭形的冷鉚樁下壓在塑膠柱上，執行鉚合成型、冷卻同時完成零組件結合。,圓型塑膠柱尺寸通常由,0.5,毫米至,5,毫米,(0.020.2,英吋,),。,方型與中空造型塑膠柱外徑尺寸要比塑膠鉚柱大一些,(,只要塑膠肉厚能滿足熱鉚合的需求就可以,),。,第,14,週,第一階段,:,提供熱風,第二階段,:,應用冷鉚樁,熱鉚合(接)什麼是熱風熱鉚合 (接)?第14週第一階段:提供,熱鉚合,(,接,),Notes for Designers,給設計師的提醒,品質,熱鉚合是永久接合，接合強度取決於塑膠柱直徑與使用塑膠材質的機械特性 。,環境衝擊,熱鉚合可省去結合耗材如鉚釘、螺絲與卡夾等零件 。,(,節省零件,),注意事項,：,損壞維修時,，一般,須整組更換。,量產時的結合良率必須考慮。,一般應用,常應用於汽車產業包括控制面板、儀表板與車門內襯等，熱鉚合非常適合應用在結合電子組件於塑膠外殼內，因為，塑膠柱具有絕緣特性 。,材料,這個製程限制使用射出成型熱塑性塑膠零件 。,成本與生產速度,模具費用低成型速度快，超音波熱鉚合的成型時間約,0.5,至,2,秒鐘，而熱風熱鉚合的成型時間約,5,至,15,秒鐘。,第,14,週,熱鉚合(接)Notes for Designers 給設計,熱鉚合,(,接,),案例研究,熱風熱鉚合燈具外殼,提供廠商,Branson Ultrasonics,www.branson-,這個案例研究展示一種典型的熱風熱鉚合應用，被結合組立的是,燈具外殼,與,電器接點,。,燈具外殼被置入模具內，接著，置入沖壓成型的金屬電器接點並讓,塑膠柱顯露凸出,(,如圖,1,與圖,2),。,第,14,週,(,圖,2),(,圖,1),熱鉚合(接)案例研究 第14週(圖2)(圖1),熱鉚合,(,接,),案例研究,熱風熱鉚合燈具外殼,提供廠商,Branson Ultrasonics,www.branson-,熱風氣流被引導直接對準每個塑膠柱幾秒鐘，圓頭狀的冷鉚樁下壓迫使,熱熔,塑膠柱,接合成型,(,如圖,3),，冷鉚樁復位後整個熱風熱鉚合工序,完成,(,如圖,4),。,第,14,週,(,圖,3),(,圖,4),熱鉚合(接)案例研究 第14週(圖3)(圖4),熱鉚合,(,接,),應用案例,多重接合點,熱鉚合,(,接,),可以應用於,多重接合柱,零件鉚合加工。藉同步加熱形成的同時，作大,面積,接合。,接合過程中也可在工件之間置入橡膠墊片形成,三明治結構,以達防水效果。,熱鉚合,(,接,),對於接合柱數量與排列方式並無限制。在操作過程中由於對工件施加壓力而使工件之接合穩固且不鬆脫。,第,14,週,熱鉚合(接)應用案例第14週,熱鉚合,(,接,),什麼是,超音波熱鉚合,?,圓型塑膠鉚合柱之尺寸通常由,0.5,釐米至,5,釐米,(0.020.2,英吋,),。 方型與中空造型塑膠鉚合柱尺寸可以大一些，但,只要塑膠肉厚能滿足熱鉚合的需求就可以,。,超音波熱鉚合,是較熱風熱鉚合快速的工法，僅需,數秒鐘,便可完成，它也是一種單階段的成型工法，塑膠柱被超音波振動加熱至軟化後，由引導超音波的號角直接下壓塑膠柱接合成型。,超音波熱鉚合可與其他超音波製程,(,例如熔接、密封與截斷等,),，加以整合而成一系列加工程序。,第,14,週,軸向施力啟動,塑化聚合物形成熔接,第一階段,:,組立,第二階段,:,超音波熱鉚合,熱鉚合(接)什麼是超音波熱鉚合?第14週軸向施力啟動 塑化聚,熱鉚合,(,接,),案例研究,超音波熱鉚合,提供廠商,Branson Ultrasonics,www.branson-,在這案例，利用超音波熱鉚合將橡膠墊片,接合於一射出成型零件上,，這兩個零件在夾具上完成組合,(,如圖,1),，而塑膠柱呈長方型以提供更大接合區域。,第,14,週,(,圖,2),(,圖,1),(,圖,1),熱鉚合(接)案例研究 第14週(圖2)(圖1)(圖1),熱鉚合,(,接,),案例研究,超音波熱鉚合,提供廠商,Branson Ultrasonics,www.branson-,所有的超音波號角安置在同一個放大器並同步運作，號角裡部凹陷用以將塑膠柱成型為所期待的形狀。,超音波號角對工件施加壓力,並,產生振動,使塑膠柱,發熱,(,如圖,2),，超音波振動令塑膠柱成型極為快速，經幾秒鐘接合,完成後號角復位,(,如圖,3),。,第,14,週,(,圖,3),(,圖,2),熱鉚合(接)案例研究 第14週(圖3)(圖2),熱鉚合,(,接,),應用案例,超音波熱鉚合號角,(,工具,),號角可在與塑膠柱鉚合時於其頂端成型,圓頭,、,滾花頭,、,分裂剖半及其他各種頭形,。,號角形狀可配和塑膠柱直徑、尺寸、外型以及所需用途加以調整。,第,14,週,熱鉚合(接)應用案例第14週,裁縫拼飾,裁縫裝飾是一種,需要高度人工技巧的,製造工法，具精緻的工藝品質，能讓家具質感大為提升,；,這是一個結合軟質與硬質家具零組件，以製作一完整產品的工法,；,此類技術工法適合於少量也適合於大量製造 。,第,14,週,裁縫拼飾裁縫裝飾是一種需要高度人工技巧的製造工法，具精緻的工,壓布腳,車縫針,車縫針座,上線,疊層材料,推布牙,底線,擺梭,線軸,第一階段,:,提取,階段二,:,繞轉,階段三,:,完成,裁縫拼飾,什麼是,機械鎖線縫合,?,針線縫合是一種機械化的工法，,車縫針,與,擺梭,藉由,馬達驅動,一系列的齒輪與傳動軸，進行同步協調運動，,階段一,，,上線,經由車縫針的帶領穿透織物，而底線則纏繞於線軸上，當車縫針刺穿材料表層時短暫停止，,階段二,，旋轉的擺梭,拾起上線,，並對著位於線軸上拉緊的底線後繞圈，,階段三,，當擺梭繼續旋轉時，便對上線形成張力並,拉緊縫合,，同時，推布牙,向前移,動，抓住織物將它拉至下一個落針位置，而織物本身由壓布腳與推布牙支撐，工業用縫紉機能夠重覆這個動作每分鐘,5000,次,。,第,14,週,壓布腳 車縫針 車縫針座 上線 疊層材料 推布牙 底線 擺梭,裁縫拼飾,Notes for Designers,給設計師的提醒,第,14,週,材料,任何織物都能應用裁縫裝飾，其應用範圍如住家、辦公室或汽車等會決定最適合的織物種類，高耐磨性織物包括尼龍,(Nylon, Polyamide,，簡稱,PA),、聚酯樹脂,(Polyester),、聚氨酯樹脂,Polyurethane,，簡稱,TPU),、聚氯乙烯,(Polyvinyl Chloride,，簡稱,PVC),、聚丙烯,(Polypropylene,，簡稱,PP),和其他合適的材質包括皮革、絨毛布、編織布、毛料、棉布與帆布等 。,品質,目視的成品品質大部份取決於裁縫裝飾師傅的技巧及織物品質，而成品舒適度則受填充泡綿品質的影響 。,一般應用,裁縫裝飾廣泛的應用於家具與室內設計，以及為汽車、輪船、運輸工具與辦公室環境等，製作軟質裝備用品,成本與生產速度,裁縫裝飾無需模具費用，但夾治具也許需要費用，整體而言，加工時間是有理由的長，肇因於成品工序數目及加工複雜度，人工成本相對而言較高 。,環境衝擊,裁縫裝飾是許多不同加工方法的最終點，若以結果而論，一座典型的沙發會應用許多對環境的牽連關係各異的不同材料 。,裁縫拼飾Notes for Designers 給設計師的,裁縫拼飾,應用範例,Eye Chair,Eye,椅由潔姬,崔,(Jackie Choi),為,Boss Design,公司設計，於,2005,年開始量產，座墊部份由,PU,泡綿,製成,(54,頁,),，它,內部具有金屬結構,以支撐重量，與固定包覆材料的塑膠或木質面板，,Eye,椅由布料或皮革進行裁縫裝飾。,第,14,週,X, y,和,z,軸,裁縫拼飾應用範例第14週X, y和z軸,裁縫拼飾,案例研究,裁縫裝飾,Boss Eye,椅,提供廠商,Boss Design,www.bossdesign.co.uk,皮革先由,樣板裁切,機,(,如圖,1),以最不浪費材料的排列組合應用於樣板裁剪成型，樣板將,盡可能以同一張皮革裁切,並縫製完成,(,如圖,2),。,泡綿先覆蓋,軟質聚酯纖維,(Polyester),或,羽絨內襯,，這有助於平緩表面瑕疵,(,如圖,3),，接著，預製的皮套在,塗覆接著劑後套進泡綿,內,(,如圖,4),，接著劑在這時尚未黏著固定。,第,14,週,(,圖,1),(,圖,2),(,圖,3),(,圖,4),裁縫拼飾案例研究第14週(圖1)(圖2)(圖3)(圖4),裁縫拼飾,案例研究,裁縫裝飾,Boss Eye,椅,提供廠商,Boss Design,www.bossdesign.co.uk,一片分開獨立的裁縫裝飾面板，配合置入包覆成型的塑膠面板，以隱藏被,修飾,的,邊緣,(,如圖,5),。,皮套現在被穩固的定位，不過，一些,倒勾部份,(undercut),皮套必須藉由黏著以維持形狀,，這個部份需利用到蒸氣與軟布,(,如圖,6),，來自,蒸氣的熱能軟化及活化接著劑,，當皮套和緩地推進塑型時，,接著劑將其黏著於泡綿上,，完成後的椅子須在包裝出廠前接受檢驗,(,如圖,7),。,第,14,週,(,圖,5),(,圖,6),(,圖,7),裁縫拼飾案例研究第14週(圖5)(圖6)(圖7),裁縫拼飾,其他應用範例,第,14,週,X, y,和,z,軸,裁縫拼飾其他應用範例第14週X, y和z軸,高週波熔接,高週波塑膠熔接是依據,高週波誘電加熱,的工作原理，使兩工件熔接接合之技術。,透過高週波使,物料本身生熱後熔合在一起,。經這種熔接方法而成的工件，堅固度和膠料本身的堅固度一樣， 最常用于,PVC, PU,和其它,PVC,合成物。,(,註,),含,PVC30%,以上含量的軟硬膠皮及真皮或布類的熔接。,第,14,週,高週波熔接高週波塑膠熔接是依據高週波誘電加熱的工作原理，使兩,高週波熔接,什麼是高週波,誘電加熱之工作原理,？,一般絕緣物質（介質）均由極性分子與非極性,分子,組成，如果將此物質置於,高週波電場內，則物質內之極性分子會隨著高週波頻率迅速不斷的交互重新排列,（同性相斥，異性相吸之原理），導致分子間快速轉動摩擦而生熱，就好象我們用雙手相互快速摩擦生熱一樣，摩擦的越快則發生的熱量越大。,第,14,週,驅動盒,上工件,電磁體,上固定座,下工件,(,靜止的,),階段一,:,直線高週波熔接進料,上平台,下平台上升,階段二,:,模具閉合、熔接與鉗固,加熱線圈,渦電流,交變磁力線,渦電流,交變磁力線,加熱線圈,渦電流,交變磁力線,高週波熔接什麼是高週波誘電加熱之工作原理？第14週驅動盒 上,高週波熔接,Notes for Designers,給設計師的提醒,第,14,週,品質,高週波,熔接能在塑膠工件之間產生均質結合，熔接強度高並可具可密封性 。,材料,所有熱塑性塑膠均可應用高週波熔接，紡織品與不織布材質，包括熱塑性織物、複合材質、塗佈紙與混合織物都能被熔接，少數金屬也可以 。,一般應用,應用廣泛，包括包裝、安全設備與醫療器材 、家電產品、民生塑膠製品等 。,成本與生產速度,具加熱速度快,，可,選擇性加熱,，,待機時間少與精確溫度控制等特性；,模具可依工件個別需求設計製作，成型時間快速。,環境衝擊,產生熔接時並未添加任何其他材料，製程中不會產生任何廢棄物。,高週波熔接Notes for Designers 給設計師,高週波熔接,應用範例,第,14,週,高週波熔接應用範例第14週,高週波概述,01KHz,低周波,溶解爐,1K100KHz,中周波,熔解、鍛造、熱處理,100KHz300MHz,高周波,乾燥、熔著、加熱殺菌、解凍,300MHz300GHz,微波（,915MHz,2450MHz,）,加熱、乾燥、殺菌、解凍,第,14,週,高週波概述01KHz低周波溶解爐第14週,高週波概述,高周波應用分類：,A,）,誘導加熱,（,Induction Heating,）,被加熱物為導體,使用頻率一般低於,10MHz,應用例：熔解、鍛造、焊接、有縫鋼管製造、淬火、回火、加熱（電磁爐）,B,）,誘電加熱,（,Dielectric Heating,）,被加熱物為絕緣體（例如木材、紙、纖維、塑膠,）,使用頻率介於,1MHz2450MHz,應用例：,PVC,溶著加工，木材膠合成型，食品，纖維之乾燥加工，陶瓷預幹，食品殺菌，解凍,第,14,週,加熱線圈,渦電流,交變磁力線,( A,）,( B,）,高週波概述高周波應用分類：第14週加熱線圈渦電流交變磁力線(,高週波應用,材,料,處,理,範,例,陶瓷,/,耐火物,粉料乾燥、,3D,催化轉化器預乾、絕緣板等乾燥,玻璃纖維,紗、線、布等之乾燥工程,纖維,/,不織布,筒紗、線、布（不織布）乾燥，地毯背膠乾燥，染色固著,木材,夾板乾燥、纖維板之預熱，原木乾燥,泡棉,乾燥，加熱成型，發泡,紙,/,印刷,紙管乾燥，水分平衡，護膜乾燥，水性油墨乾燥，辦公室報表紙膠水快速烘乾,厚紙板乾燥,塑膠,預熱、熱定型、射出成型,食品,預煮、殺菌、解凍、烘培、乾燥,鑄造,砂模砂心硬化定型、脫脂、脫蠟,橡膠,預熱、乾燥與發泡,化學,促進反應、三元催化,醫療,醫療廢棄物的消毒,土壤,被污染的土壤還原再生,誘導式高週波應用例,高週波應用材 料處 理 範 例陶瓷/耐火物粉料乾燥、3D催化,END,感謝您的聆聽,!,END感謝您的聆聽!,
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