雷射对陶瓷钻孔的特性分析及预测模式之探讨.doc

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1、雷射對陶瓷鑽孔的特性分析及預測模式之探討InvestigationontheCharacteristicAnalysisandPredictiveModelforCeramicinLaserDrilling研究生：吳政霖Cheng-LinWu指導教授：簡文通Wen-TungChien[摘裏]本研究的目的是探討使用Nd:YAG雷射對氧化鋁陶瓷進行鑽孔時，分別以射入端孔徑及孔徑錐度為個別單一及結合兩者為多重目標之最佳加工條件組合的分析，並建立一多重目標之預測模式o研究流程可分成實驗架構，單一及多重目標分析及預測模式建立等三個

2、階段。田口法之直交表被用以規劃實驗配置，選擇的雷射加工條件有尖峰功率，脈衝寬度、脈衝頻率、聚焦位置、氣體壓力及脈衝重覆率等六個，並以執行鑽孔實驗後之射入端孔徑及孔徑錐度為量測值。接著田口法的分析方法被用以求取射入端孔徑及孔徑錐度個別單一目標的最佳加工條件組合，當結合灰關聯分析後可找出同時考慮兩者之多重目標的最佳加工條件組合，並分析單一及多重目標所得結果之差異。最後利用上述分析使用之田口法規劃的兩部份共34組的實驗數據應用於倒傳遞網路學習及驗證所需之訓練範例、回想範例及驗證範例，在架構過程中先結合田口法及灰關聯分析找岀最佳

3、網路參數組合，然後完成包含射入端孔徑及孔徑錐度的多重目標輸岀之預測模式的建立研究結果顯示使用田口法在單一目標之加工條件最佳化分析中，尖峰功率及脈衝寬度分別對射入端孔徑及孔徑錐度的影響最大。並在加入灰關聯分析後證實可得到最佳雷射加工條件組合，以滿足多重目標之考量。最後執行最佳網路參數所建構之預測模式的驗證測試後，得到射入端孔徑的平均誤差為4.3%,孔徑錐度的平均誤差為8.8%o顯示此預測模式具有良好的預測能力，故可適用於相關研究及實際加工時之參考。關鍵字：雷射鑽孔、陶瓷、射入端孔徑、孔徑錐度、預測模式[Abstract]T

4、hepurposeofthisstudyistodevelopmethodstodeterminetheoptimumlaserdrillingconditionsoninvestigatingtheholeentrancediameterandholetaperandset-upamulti-objectivepredictivemodelinlaserdrillingAI2O3ceramicmaterialbyusingNd:YAGlaser.Theschematicprocessineludesexperiment

5、alwork,analysesforsingleandmultipleobjectiveofholequalitycharacteristics,andconstructionofapredictivemodel.Firstly,theorthogonalarrayofTaguchimethodisusedtoarrangelaserexperimentalpoints.Laserdrillingconditionsselectedincludepeakpower、impulsewidth,impulsefrequenc

6、y,focusingposition,gaspressureandimpulserepeatability,aswellasholequalityformeasuringisholeentraneediameterandholetaper.Then、theoptimumlaserdrillingconditionscanbefoundbyusingTaguchimethodforthesingleobjectiveofholeentrancediameterorholetaper,respectively.Further

7、more,theconsiderationofbothqualitiestogetherasthemultipleobjectivetofindtheoptimumlaserdrillingconditionshasbeenconductedbyincorporatinggreyrelationalanalysis.Finally,the34experimentaldataobtainedfromaboveanalysisareusedforconstructingapredictivemodelastrainingpa

8、tterns,recallingpatternsandverifyingpatterns.Optimumnetworkparametersofback-propagationneuralnetworkcanbedetenninedbyusingTaguchimethodandgreyrelationalanalysi