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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:宋盈臻
研究生(外文):Ying-Chen, Song
論文名稱:下照式光成型三維列印系統離型力分析
論文名稱(外文):The Pulling Force Analysis of Bottom Exposure Stereolithography System
指導教授:汪家昌
指導教授(外文):Jia-Chang, Wang
口試委員:江卓培蘇程裕
口試日期:2016-06-30
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:2016
畢業學年度:104
中文關鍵詞:離型力應變計光固化成型下照式積層製造三維列印
外文關鍵詞:Pulling ForceStrain gageStereolithographyBottom Exposure3D PrintingRapid Prototyping
相關次數:
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本研究致力於下照式光成型三維列印系統之離型力分析,以提供未來相關設備開發及研究方向的參考依據。本文使用光固化成型技術(Stereo Lithography Apparatus)為背景,於下照式三維列印設備中,針對列印過程中所產生的離型力做分析、探討,最終提出實驗建議,以滿足下照式光成型三維列印設備更進一步開發之需。
本研究使用之下照式三維列印系統,其製造工件解析度能夠達30微米像素(30µm/Pixel),且成型兩公分高的工件僅需費時15分鐘,具高解析度及高列印速度,加上離型力的分析,不論本研究的設備或離型力實驗的成果,於下照式光成型三維列印系統的市場上皆具有相當的競爭力及提供可靠的參考依據。
This research is mainly focusing on the pulling force analysis of bottom-expose stereolithography system, which can provide references for the related equipment development and direction of research in the future. Principle of this thesis is based on the bottom-expose stereolithography technique to analyze the pulling force that emerge when the machine is printing. This research offer suggestions that satisfy the demand of bottom-expose stereolithography system for further development.
The bottom-expose stereolithography system in this research is capable of producing a workpiece with resolution of 30µm per pixel and forming at 8cm/hr hight speed. With high resolution, high speed printing and pulling force analysis, this 3D printing system will both have great advantage among other competitors and provide reliable references.
摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 viii
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景與目的 2
1.3 論文架構 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 積層製造簡介 4
2.2 國內外之相關研究 6
2.3 光固化成型系統介紹 10
2.4 光能成型之製程 16
2.4.1 SLA簡介 16
2.4.2 DLP簡介 17
2.5 數位動態光罩 18
2.6 光聚合固化技術 20
2.7 應變量測技術 20
2.7.1 應變片簡介 21
2.7.2 資料擷取集器簡介 21
2.7.2.1 訊號處理電路 22
2.7.2.2 類比數位轉換器 (ADC) 22
2.7.2.3 電腦匯流排 22
2.8 結論 22
第三章 研究方法 23
3.1 DLP積層製造系統 23
3.1.1 硬體介紹 24
3.1.1.1 投影機動態光罩 24
3.1.1.2 透光離型膜 26
3.1.1.3 升降機構 27
3.1.1.4 光固化樹脂 28
3.1.2 軟體介紹 28
3.1.2.1 Arduino控制單晶片 29
3.1.2.2 步進馬達 30
3.1.2.3 電腦控制 30
3.2 離型力分析 38
3.2.1 硬體介紹 38
3.2.1.1 樹脂槽設計 38
3.2.1.2 應變計 42
3.2.2 軟體介紹 43
3.3 數據分析軟體Matlab 45
3.3.1 Matlab介紹 45
3.3.2 資料分析方法 46
3.4 結論 48
第四章 實驗內容 50
4.1 應變轉換公克重 50
4.2 樹脂槽製作 51
4.2.1 材料介紹 51
4.2.2 製作流程 53
4.3 離型力實驗 54
4.3.1 方形塔 55
4.3.1.1 實驗結果 55
4.3.1.2 結論 57
4.3.2 圓形塔 59
4.3.2.1 實驗結果 59
4.3.2.2 結論 61
4.3.3 頸部圓 63
4.3.3.1 實驗結果 63
4.3.3.2 結論 65
4.3.4 鏤空球 67
4.3.4.1 實驗結果 67
4.3.4.2 結論 69
4.3.5 長方柱 71
4.3.5.1 實驗結果 71
4.3.5.2 結論 73
4.4 離型力實驗討論 75
4.4.1 離型力數值分析 75
4.4.2 單層離型力分析 76
4.4.3 離型力與列印面積探討 80
4.4.4 離型力與列印方向探討 82
第五章 結論與未來展望 85
5.1 總結 85
5.2 未來展望 85
5.2.1 增大成型尺寸 85
5.2.2 即時監控列印 86
5.2.3 複合式製程設備 86
參考文獻 87
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