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研究生:朱瑞霖
研究生(外文):Ruei-Lin Jhu
論文名稱:微快速原型自動化系統開發
論文名稱(外文):The Development of Automatic Micro Rapid Prototyping System
指導教授:汪家昌
口試委員:蔡明忠湯華興
口試日期:2007-07-27
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:製造科技研究所
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:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:微快速原型霧化鋪層
外文關鍵詞:Micro Rapid PrototypingSpray coating
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本論文的主要研究為微快速原型自動化系統開發,整合霧化鋪層技術及動態光罩軟體,導入自動化技術製作微小的3D幾何製品,微快速原型自動化系統開發,此相關技術分為三大類:霧化鋪層技術-改善傳統快速原型機在加工懸空物件時需製作支撐的缺點,並利用數位脈波控制自動噴槍提高加工精度使加工層厚控制小於10μm。切層與動態光罩軟體技術-利用實驗室自行研發的切層軟體與動態光罩軟體,並由DMD晶片配合光學系統產生動態光罩進行加工。自動化控制元件技術-導入USB控制整合全部的系統元件,使控制程式具有完整的控制機台與掌握加工資訊的能力。本文針對系統技術開發中,特別使用USB控制卡提高PC與控制元件之間的方便性,同時設定適合的加工程序進行控制,而光學部份則改善先前研究的光學成像品質,達到微小而清晰的光罩圖,霧化部份更加入擴散錐技術,提昇霧化鋪層的效果。
最後,本研究以試製微小3D零件實例驗證系統加工精度,並以2.5D光學量測系統的驗證結果,期望對微快速原型系統的開發能有所貢獻。
The subject of this research is to develop an automatic micro rapid prototyping system. This system integrates spraying coating technology to add a very thin layer of resin to the resin tank, to apply dynamic mask to exposure the cross section shape as the photo mask on the working surface, and use a PC based controller to achieve the system automation. The spray coating technology is used to improve coating accuracy. Convention liquid based rapid prototyping system using recoater to add layer. Recoater scrapes resin surface to ensure surface flatness. In order to avoid recoater tear down the working part, convention approach is building up supporting structures which connect part and the substrate. When the feature size is small, supporting structures will be very difficult to remove without break the tiny feature. The spray coating technology could add a very thin layer of resin with no shear force and there is almost no need to build up supporting structures. The spraying system employ digital control to improve coating accuracy. The results show that the thickness of coating layer can achieve 10μm.
The dynamic mask combines the optical system and mask generating software. The optic system have ability to produce a small high resolution pattern less than . The software contents slicing, dynamic mask generating, and system control. Dynamic mask system employs DMD chip and optic system to produce photo mask. Automatic control system applies USB control system to integrate all related components.
The results of the lab build micro RP system shows the ability to build small and complex 3D working part. Further studies related to system optimization is carrying on.
目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究背景與目的 2
第二章 文獻探討 3
2.1 快速原型技術探討與分類介紹 5
2.1.1 掃描式微快速原型系統 5
2.1.2 投影式微快速原型技術 9
2.1.3 各式微快速原型之比較 12
2.2 霧化技術原理及應用 14
2.2.1 霧化技術簡介 14
2.2.2 噴嘴霧化原理簡介 14
2.2.3 霧化技術之應用 16
2.2.3.1 霧化應用於吸入式給藥 16
2.2.3.2 霧化法應用於金屬粉末製造 16
2.2.3.3 霧化技術於微快速原型之應用 17
第三章 微快速原型系統開發 20
3.1動態光罩系統 21
3.1.1 動態光罩產生元件 21
3.1.2 動態光罩系統光學設計 29
3.1.3 光學系統建構 32
3.1.4 光學系統測試 35
3.2霧化鋪層系統 41
3.2.1 NAF202N光硬化樹脂 42
3.2.2 層厚控制系統 43
3.2.3 噴嘴與自動化噴槍 45
3.2.4光硬化樹脂霧化壓力試驗 47
3.2.5樹脂加壓系統 50
3.2.6 樹脂擴散錐及霧化盒設計 52
3.2.7 樹脂回收系統 57
3.3控制系統 58
3.3.1 USB I/O控制卡 59
3.3.2 USB I/O脈波測試 61
3.3.3 升降平台設計與建構 63
3.3.4 脈波產生器 65
3.3.5 驅動電路設計 67
3.3.6 升降平台定位精度測試 68
第四章 微快速原型自動化系統開發 72
4.1 切層程式介紹 72
4.2 光罩程式介紹 73
4.3 控制程式開發 74
4.4 程式控制流程 75
4.5 微快速原型系統成型試驗結果 76
4.6 結論 79
第五章 結論與未來方向 80
5.1 結論 80
5.2 未來發展方向 81
參考文獻 82
參考文獻

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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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