臺灣博碩士論文加值系統

目前使用下照式DLP機台進行彈性體3D列印時，彈性體的高黏度與變形特性使得成型平台所需抬升距離較一般光敏樹脂還高，造成列印彈性體時所花費的時間比一般光敏樹脂還多，且溫度也影響彈性體的列印，因此，本研究的目的在於透過成型平台抬升速度、抬升距離、延遲曝光時間、樹脂種類進行列印比較，提出解決彈性體變形及溫度問題並提升列印速度與穩定性的列印策略。
本研究使用光聚合抑制薄膜進行彈性體列印時，彈性體的變形造成抬升距離的提高，影響列印的速度，此外彈性體還受到溫度的影響，導致過快的曝光間隔會造成溫度提高而導致列印失敗，因此本研究透過列印波形的型態分析與列印極限試驗，使用不同抬升速度、抬升距離、延遲曝光時間探討列印參數對變形與溫度之影響。本研究發現，加快抬升速度，提高抬升距離，並控制溫度，可解決彈性體溫度、回流及變形問題，並提升列印速度與穩定性。

At present, when using a bottom - up DLP 3D printing system to print elastomer, the high viscosity and deformation characteristics of the elastomer make the lifting distance of the platform higher than that of common resins, resulting in the time spent more than common resins, and temperature also affects the printing of elastomers. Therefore, the purpose of this research is to compare printing with the lifting speed of the platform, lifting distance of the platform, delayed exposure time, and resin type, and to propose a printing strategy that solves the elastic deformation and temperature problems and improves the printing speed and stability.
In this study, when the photopolymerization inhibitor film is used for elastomer printing, the deformation of the elastomer increases the lifting distance of the platform, which affects the printing speed. In addition, the elastomer is also affected by the temperature, resulting in an fast exposure will increase the temperature and causes the printing to fail. Therefore, the study uses different lifting speeds and distances of the platform and delayed exposure times to compare the influence of printing parameters on deformation and temperature through the analysis of the printing waveform and the printing limit test. Increasing the lifting speed and distance of the platform, and controlling the temperature can solve the problems of elastomer, and improve printing speed and stability.

摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
第一章 緒論 15
1.1 研究背景 15
1.2 研究動機與目的 16
1.3 研究方法 17
1.4 論文架構 18
第二章 文獻探討 19
2.1 光聚合固化積層製造技術 19
2.1.1 積層製造技術(Additive Manufacturing) 19
2.1.2 光聚合固化技術(Vat Photopolymerization)[2] 21
2.1.3 立體光固化成型技術(Stereolithography)[2] 22
2.1.4 數位光投影成型技術(Digital Light Processing) 23
2.2 光固化自由基聚合原理[4] 25
2.2.1 自由基反應機制 25
2.2.2 影響自由基反應因素[5] 28
2.3 彈性體 29
2.3.1 彈性體介紹[6] 29
2.3.2 彈性體用於3D列印之相關研究 30
2.4 降低分離力之相關研究 32
2.4.1 物理上降低分離力的方式 32
2.4.2 化學上降低分離力的方式 35
2.5 光抑制聚合技術介紹[22] 42
第三章 系統架構 43
3.1 下照式DLP機台 43
3.1.1 機台整體架構 43
3.1.2 光機 45
3.1.3 Z軸模組 47
3.2 用於彈性體列印速度研究之機台控制介面 49
3.2.1 本研究用於彈性樹脂列印研究之機台控制介面 49
3.3 機台控制相關軟體 55
3.3.1 MEXE02馬達控制軟體 55
3.3.2 Arduino電路板 58
3.3.3 3D圖檔切層軟體 61
3.4 量測工具 63
3.4.1 荷重元(Load Cell) 63
3.4.2 光功率量測器(Powermeter) 65
3.4.3 熱成像攝像機(Thermal Imaging Camera) 65
3.4.4 黏度計(Viscometer) 66
3.5 本研究自行調配的彈性體介紹 68
3.5.1 聚乙二醇(600)二丙烯酸酯(PEG(600)DA) 68
3.5.2 聚氨酯丙烯酸酯(Urethane Acrylate) 69
3.5.3 三甲基苯甲酰基酰-二苯基亞化膦(TPO) 69
3.6 樹脂料槽 70
3.7 列印方式 71
第四章 彈性體列印波形型態分析 72
4.1 彈形體與剛性體的列印波形比較 73
4.2 不同平台抬升速度的列印波形 76
4.3 不同平台抬升距離的列印波形 79
4.4 不同彈性體的列印波形趨勢驗證 81
第五章 彈性體列印極限試驗與列印策略 84
5.1 平台抬升速度對列印極限的影響 85
5.2 平台抬升距離對列印極限的影響 86
5.3 延遲時間對列印極限的影響 88
5.4 溫度影響量測實驗 90
5.4.1 延遲曝光時間0.5秒列印時的溫度變化 91
5.4.2 延遲曝光時間2秒列印時的溫度變化 92
5.4.3 延遲曝光時間3秒列印時的溫度變化 94
5.5 波形分析與列印參數策略 96
5.5.1 常見列印波形分析 96
5.5.2 列印參數對總體列印時間花費之影響 97
第六章 結論與未來方向 100
6.1 結論 100
6.2 未來方向 101
參考文獻 102

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