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研究生：	陳建男 Chen, Chien-nan
論文名稱：	動態光罩在快速成形上的應用 Application of Dynamic Masking on Rapid Prototyping
指導教授：	黃聖杰 Hwang, Sheng-Jye
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 機械工程學系 Department of Mechanical Engineering
論文出版年：	2007
畢業學年度：	95
語文別：	中文
論文頁數：	120
中文關鍵詞：	面光源、快速原形、動態光罩、光硬化樹脂
外文關鍵詞：	photocurable resin, plane light, dynamic mask, Rapid Prototyping
相關次數：	點閱：66 下載：3
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快速原形（R.P.；Rapid Prototyping）技術原理為利用層加工的方式，來達到建構3D實體工建的目的。在量產前的產品設計、逆向工程上等運用都相當廣泛。優點在於工件便於設計與修改、加工成品的速度快與節省開發量產的成本等，能因應業界和各領域迅速開發的需求。
本文主要內容為使用一種新的快速原形製程，選用適合的動態光罩產生器及利用面光源的優勢，搭配自製光硬化樹脂，透過適當的光學設計將光罩圖樣投射至加工平面進行光硬化樹脂加工、可調式氣壓噴槍鋪層的方式、二階段材料成形的概念、提升精度孕育而生的支撐層，並藉由系統自動化的實現而得以快速且可靠的製作出複雜3D工件。引用新的想法與技術，將此技術應用在製作3D幾何製品，希望相關技術在未來可以應付市場上的各種製品需求，以提高產品的附加價值並在快速原形技術的領域上，不論在工件成形工時、品質上，做出一定的貢獻。

The fundamental principle of Rapid Prototyping（R.P.）technology is a layer forming method to build a three-dimensional solid part. It is generally used in product design before manufacturing and reverse project. The advantages of R.P. are easy to work with, less building time and low development cost and to meet the requirement under rapidly developing of most industry field.
This research focuses on the using a new R.P. process called “Sequential Two-stage Layer Forming Process” and choosing suitable dynamic mask generator, photocurable resin. The process started by using a air-spray gun to spread a thin layer of polymeric material on the forming bed, then use two-stage forming method with plane light and dynamic mask to achieve the layer manufacturing process. The concept of the new R.P. machine was implemented and the new machine was expected to achieve the target of low-cost and fast process, etc.

摘  要	                                                I
ABSTRACT                                     	           II
致  謝	                                               III
目錄	                                               IV
表目錄	                                               VII
圖目錄	                                              VIII
第一章 緒論	                                        1
1	前言	                                        1
2	快速原形技術的製程	                               2
3	研究動機與目的	                               4
第二章 文獻回顧	                                        7
1	發展沿格	                                        7
2	快速原形技術	                               9
3	快速原形系統分類比較	                     13
3.1	Stereo Lithography Apparatus（SLA）	            15
3.2	Selective Laser Sintering（SLS）	            17
3.3	Fused Deposition Modeling（FDM）	            19
3.4	Three Dimension Printer（3DP）	            20
3.5	Laminated OBJect Manufacturing（LOM）	  22
3.6	OBJet	                                       24
3.7	Solid Ground Curing（SGC）	                     26
3.8	實體光罩之投射式快速原形系統	            27
3.9	動態光罩之投射式快速原形系統	            28
3.9.1	LCD動態光罩產生元件	                     30
3.9.2	DMD動態光罩產生元件	                     32
3.10	Two-photon Micro Stereo lithography wit
         Submicron Resolution                            33
4	DLP（DIGITAL LIGHT PROCESSING）數位光學投影機	  34
4.1	DLP投影機光學系統之發展與技術	           34
4.2	數位光源處理技術（Digital Light Processing™，簡稱DLP™）                                                   36
第三章 快速原形機之機構與系統規劃	                     43
1	連續二階段快速原形機之製程	                     43
2	機台機構與各項硬體      	                     48
2.1	機台框架	                                       48
2.2	X-Y Tables之硬體	                              48
2.3	Z-Table之硬體	                              48
2.4	噴槍與供料系統	                              51
2.5	快速原形機之控制器	                              56
3	加工用光罩程式	                              61
第四章 動態光罩產生器之應用	                              63
1	系統使用之光源系統 	                     63
1.1	光纖的特性與傳輸性質	                     66
2	DIGITAL MICROMIRROR DEVICE之應用	            69
2.1	Digital Micromirror Device應用之成形實驗	  70
3	TFT LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL之應用	  73
3.1	TFT-LCD Panel應用之成形實驗	                     77
第五章 光反應材料特性的探討與測試	                     81
1	紫外線硬化型高分子簡介	                     81
1.1	寡聚物（Oligomers）	                     82
1.2	單體（Monomer）	                              84
1.3	光起始劑（Photoinitiator）	                     85
1.4	添加劑	                                       86
2	紫外線硬化型高分子種類	                     87
2.1	壓克力型之紫外線硬化型高分子	            87
2.2	環氧樹脂型之紫外線硬化型高分子	            88
2.3	壓克力型與環氧樹脂型高分子的比較	            89
3	照射強度	                                       90
4	照射劑量（DOSE）	                              91
5	製程變因	                                       91
6	材料測試	                                       92
6.1	材料測試實驗步驟	                              94
6.2	材料配方黏度調整	                              95
6.3	光源選擇	                                       96
6.4	聚合環境選擇	                              97
6.5	材料測試結果	                             100
第六章 結論與未來發展重點	                             102
1	結論	                                      102
2	研究貢獻	                                      103
3	未來研究發展方向	                             104
參考文獻	                                               105
                                    

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校內：2009-08-07公開
校外：2010-08-07公開

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