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研究生:黃威智
研究生(外文):Wei-zhi Huang
論文名稱:準分子雷射微自由曲面加工之研發
論文名稱(外文):The Research and Development on Micro Freeform Surface Fabrication using Excimer Laser
指導教授:林榮信鄭榮偉
指導教授(外文):Rong-Shine LinJ. W. John Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立中正大學
系所名稱:機械工程所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:98
中文關鍵詞:準分子雷射3DCAM
外文關鍵詞:CAM3DExcimer laser
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有鑒於未來工業產品走向趨於高精密度與微小尺寸,微米甚至次微米成型技術可能成為今後產業界運用於增進產品品質與提高附加價值所需要的一項關鍵技術,相關研究指出利用準分子雷射配合著精密的加工控制可以在適當的材質上加工出3D微結構,其精度是可達次微米等級。而目前在準分子雷射自由曲面加工方面較鮮有討論,故本研究擬開發一個準分子雷射加工應用的電腦輔助製造(CAM)系統,以幫助準分子雷射加工製程做較完善的加工規劃。
本研究採用光罩托拉式加工法配合掃描速度控制法開發出一套電腦輔助雷射製造軟體系統,本系統包含(1)雷射加工電腦模擬模組,(2)雷射加工參數逆運算模組。雷射加工電腦模擬模組是以使用者輸入的雷射加工碼以及所使用的雷射光束輪廓,來模擬所得到加工後的形狀。雷射加工參數逆運算模組是以使用者輸入欲加工的曲面圖形,來計算得到應當使用的雷射加工碼以及所使用的雷射光束輪廓。我們希望藉由此兩個模組使準分子雷射加工技術在微模具的加工應用領域能有更充分的發揮。
In view of the future industrial products moving towards to high accuracy and micro-sizes, the forming techniques of micron and even submicron may become the key for the industry to increase the product’s quality and raise the additional value from now on. The previous research pointed out that using excimer laser with the precise control of manufacture is able to manufacture the 3D micro-construct on proper materials and even submicron parts. At present, the fabrication technique of excimer laser on the free-form surface is seldom discussed; therefore, this research develops mask a CAM system to help its fabrication processes.
This research adopts mask-dragging method with scanning velocity control to develop a CAM system for Laser fabrications. The system includes (1) computer simulation module for laser fabrication and (2) inverse calculation module for laser fabrication parameters. Computer simulation module for laser fabrication is to simulate the part geometry after manufacturing; it is based on the user’s input of the laser code and the contour of the laser beam. Inverse calculation module for laser fabrication parameters is to calculate the laser code and the needed laser beam contour; it is based on the user’s input of the curved surface. Through these two modules, we hope, the excimer laser fabrication technique can be applied more in the micro mold manufacturing.
中文摘要
英文摘要
目錄
圖目錄
表目錄
第一章 諸論
1.1 前言
1.2 研究動機與目的
1.3 文獻回顧
1.3.1 雷射3D微結構加工
1.3.2 準分子雷射加工CAD/CAM
1.3.3 本研究與其他文獻之比較
1.4 研究方法
1.5 論文架構
第二章 準分子雷射加工系統
2.1 準分子雷射部分
2.2 光學導引區
2.3 移動平台
2.4 控制系統
2.4.1 CAD/CAM
2.4.2 雷射加工路徑插補計算
2.4.3 控制系統架構
第三章 準分子雷射加工原理與方法
3.1 準分子雷射加工原理
3.2 準分子雷射參數
3.3 準分子雷射加工方式
3.3.1 曝光次數控制法
3.3.2 脈衝頻率控制法
3.3.3 掃描速度控制法
3.4 加工方法
3.4.1 以雷射光束寬度作等距加工
3.4.2 不等距加工
第四章 雷射加工電腦輔助製造方法與程式
4.1 基本假設
4.2 雷射加工電腦模擬模組
4.3 雷射加工參數逆運算模組
4.4 結果分析
4.4.1 圖形輸入誤差
4.4.2 加工曲面時的速度表現
4.4.3 雙方向曲率變化曲面
第五章 雷射加工實作結果
5.1 梯形平面加工
5.2 單一方向曲率變化曲面加工
5.3 雙方向曲率變化曲面加工
第六章 結論與未來展望
6.1 研究結論
6.2 未來展望
6.3 研究建議
參考文獻
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