臺灣能源期刊發行
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臺灣能源期刊論文全文
臺灣能源期刊第1卷第4期內容
出刊日期：September, 2014
- 題目
- 成形模面之高效率感應線圈設計
- Title
- Design of High Efficiency Induction Heating Coil for Injection Molding
- 作者
- 王祥安、張志良、黃榮丞、陳志豪
- Authors
- Siang-An Wang, Chih-Liang Chang, Rong-Cheng Huang, Chih-Hau Chen
- 摘要
- 在射出成形製程中，高模溫有助於熔融塑膠在模穴內流動，可提高成形轉寫率，尤其對於高深寬比與具有微結構產品有一定的影響，其中感應加熱技術是目前產業界或是學界，積極開發的高模溫製程。電磁感應加熱製程技術，對於模具有加熱快速的效果，再加上僅對模具表面加熱，相較於一般傳統方法，以模具水路為通道，使用高溫熱油進行熱交換，間接加熱整副模具之方式，更能節省能源的消耗，進而提高能源使用效率。為能夠將電磁感應加熱應用於高模溫製程上，達到有效加熱、均勻加熱，以及控制加熱，對於具有立體結構的感應線圈設計必須有所進步與突破，並須考量加熱負載阻抗匹配。
研究中，設計三款形狀角度(0o、25o、45o)不同感應線圈對具有立體結構的模面進行加熱，以實際主機輸出參數作為邊界條件，利用電腦軟體進行演算分析，篩選加熱效果較佳之形狀角度25o線圈進行實際加熱驗證，將虛擬溫度分布與實際加熱結果進行比較。而結果顯示，雖模擬與實驗溫度數值偏差介於10~20%，但實際線圈能源使用效率大於50%，可符合產業實際產線應用需求，尤其溫度分布場型可做為線圈設計開發參考依據。
- 關鍵字
- 感應加熱、有限元素方法、射出成形
- Abatract
- In injection molding, higher mold temperature contributed to melt flow and improved transcription rate of forming, especially for the high-aspect-ratio and micro-structure product. Induction heating technology, either industry or academia afforded to develop and apply. Induction heating technology heat rapidly and heat the mold surface can save more energy than traditional heat exchange through waterway. Induction heating could be achieved effective heating, uniform heating and control of heating, in order to apply in injection molding process. It must be some progress and breakthroughs in manufacturing a three-dimensional structure induction heating coil and the load impedance matching.
In this study, three induction heating coils (angle 0o, angle 25o, angle 45o) designed for heating the injection mold. We analyzed those coils by computer software with actual parameter as a boundary condition and choice one coil of better heating effect to execute heating experiment. We found the deviation in distribution of temperature between experiment and simulation was 10% to 20%. However, the energy efficiency of heating coil greater than 50%, meet the needs of industry. In particular, the distribution of temperature can be used as reference for the design and development coil of induction heating.
- Keywords
- induction heating, finite element method, injection molding