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研究生: 楊皓文
Yang, Hao-Wen
論文名稱: 連續二階段快速原形機之設計
Development of a Sequential Two-stage Layer Forming Rapid Prototyping Machine
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 122
中文關鍵詞: 快速原形3D實體工件連續二階段快速原形面光源
外文關鍵詞: 3D Solid, Plane Light, Sequential of Two-stage Layer Forming, Rapid Prototyping
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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。快速原形技術的發展已有相當一段時間,目前全世界有不少的商業化機種。其成形製程的分類,可從材料面、進料方式、支撐材的運用、母材的加工成形方式等做討論。
    本文主要內容為開發一種新的快速原形製程,從利用氣壓噴槍的進料方式、二階段材料成形的概念、提升精度孕育而生的支撐層、介紹面光源的優勢與選用適合的光源、人機介面的開發與設計自動控制的流程等做探討。透過開發新型機台的方式,引用新的想法與技術,以期能在快速原形技術的領域上,不論在成形工時、工件成形品質上,做出一定的貢獻。

    The Rapid Prototyping (R.P.) technology which is generally used to manufacturing a three-dimensional solid part is based on the layer forming method. The R.P. technology had been devised in 1978 and its advantages are easy to achieve the purposes of saving time and cost. In recent years, many kinds of commercially available machines are invented successively. However, all the existing R.P. devices had some faults. Thus, in this thesis, a new type of R.P. process is proposed to improve the quality of the articles and decrease the cost of the current R.P. machines.
    The process of the new R.P. is called “Sequential Two-stage Layer Forming Process”. The process started from using a spray gun to spread a thin layer of polymeric material on the forming bed, followed by using the two-stage forming method to carry out the layer manufacturing process. Based on the new idea, this thesis had developed, designed and fabricated a brand new machine. With this machine, the concept of the new R.P. machine which is expected to achieve the target of low-cost and fast process is implemented.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 表目錄 VIII 圖目錄 IX 索引 119 第一章 緒論 1 1.1前言 1 1.2快速原形技術的製程簡介 1 1.3研究動機與目的 2 第二章 文獻回顧 5 2.1發展沿格 5 2.2代表性的快速原形系統種類(專利) 6 2.3快速成形系統之相關文獻 16 2.3.1掃描式快速成形技術 16 2.3.2投射式快速成形技術 17 2.3.2.1動態光罩式快速成形系統 18 2.3.2.2 Digtal Micro-mirror Device(DMD)簡介 20 2.3.2.3 DMD鏡片壽命 25 2.3.3快速原形機之材料相關探討 26 2.3.4加工用之光罩軟體 28 2.3.5 Liquid Crystal on Silicon 投影技術 31 2.3.5.1 LCOS投影的基本原理與光機種類介紹 31 第三章連續二階段快速原形機之系統規劃與機構設計 38 3.1連續二階段快速原形之製程 38 3.2各細項硬體需求與機構設計 43 3.2.1機台外框架 43 3.2.2 工作平面上X-Y Tables與噴槍掛載之設計 45 3.2.2.1 X-Y Tables部品的選用 45 3.2.2.2 Z-Table部品的選用 49 第四章連續二階段快速原形機之光學系統設計與材料測試 59 4.1 動態光罩產生器 61 4.2系統光源的選用 64 4.3系統成像實驗 69 4.3.1實驗的目的與基本概念 69 4.3.2實驗裝置的架設角度與位置 72 4.3.3 像的清晰度探討 74 4.3.4 架設光機引擎與光學元件於機台上的調整。 77 4.4 材料測試 80 第五章 機台之機電整合 84 5.1 相關電子與感測元件介紹 84 5.2 控制器的選用 88 5.2.1 inLog PCX2016卡片的操作理論 92 5.3 電控箱內相關的電子元件介紹 93 5.4 電控箱外相關的電子元件介紹 102 5.5 控制程式的撰寫 104 5.6 加工用光罩程式的修改 109 第六章 結論與未來展望 111 6.1 結論 111 6.2 未來展望 114 參考文獻 115

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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2006-08-17公開
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