臺灣博碩士論文加值系統

積層製造又稱3D列印（3D printing），採用逐層疊加的製造方法，近年來3D列印技術被快速開發，此類型技術大大簡化了對複雜零件的加工製程。其中以熔融擠製成形的加工技術最為簡單、設計最容易，因此坊間許多自組機臺，也是現在桌上型3D列印機中使用最多的技術。
本研究目的以兩個個人化互動機器人Wobot和Babboo的零件設計、製作為例，首先探討如何在3D列印製程中結合組裝性設計思考，進一步貫徹Boothroyd提出的三項組裝性設計原則，以達到簡化裝配、減少零件數的目標；另外以強調個人化模組設計，以基本硬體架構不變的基礎下，透過更換配件的方式來組合成不同形式、不同風格的互動機器人。

Additive manufacturing (AM) produces parts by adding material in layers, which significantly simplifies the process of producing complex 3D objects. Recently, AM technologies are well developed and fused deposition modeling is the simplest technique and is widely adopted to develop so-called 3D printers.

The purpose of this research is to explore design for assembly (DFA) using 3D printing, by redesigning the components of two personalized interactive robots. The first part of this research carried out the DFA principle proposed by Boothroyd using 3D printing to reduce the components of robots to simplify the assembly. The second part of this study focused on designing personalized modules for an interactive robot. Under the premise that do not change the body and basic mechanism, replacing the shape and accessory to build different style of robot.

書名頁 II
中文摘要 III
英文摘要 IV
誌謝 V
目錄 VI
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章 研究動機與目的 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
第二章 研究背景 1
2.1 組裝性設計 2
2.2 從快速原型到積層製造 3
2.3 以一般桌上型3D列印機為例 5
2.3.1 一般桌上型3D列印機的製作流程 6
2.4 以3D列印作為製作設計原型的工具 7
2.4.1 設計原型的分類 7
2.4.2 選擇以3D列印作為廣泛性－實體性的製作原型的工具的考慮因素 8
第三章 互動機器人Wobot之3D列印組裝性設計 13
3.1結合「指引積層製造設計」與「組裝性設計」 13
3.2 互動機器人Wobot之3D列印設計 14
3.2.1 Wobot原型零件 15
3.2.2 底座模組 16
3.2.3 抬升模組 19
3.2.4 水平旋轉模組 20
3.3初步的指引積層製造設計法 24
3.4 Wobot電路設計與系統測試 24
3.4.1 Wobot電路設計 25
3.4.2 Wobot系統測試與原型延伸應用 28
第四章 個人化互動機器人MusicMouth設計 30
4.1 MusicMouth機器人功能與使用情境 30
4.2 MusicMouth個人化特徵互動機器人設計 32
4.2.1 MusicMouth原型零件 32
4.2.2 重新設計個人化MusicMouth 33
4.3 MusicMouth 原型電子元件 36
4.4 MusicMouth電路設計與系統測試 37
4.4.1 MusicMouth電路設計 38
4.4.2 個人化的特徵的模組設計 42
4.4.3 MusicMouth系統測試 44
第五章 結論與未來展望 46
5.1 結論 47
5.2 未來工作 47
5.3未來展望 48
5.3.1 3D列印未來的發展 48
5.3.2 數位製造─“Print your own robot!” 49

[1]Boothroyd, G., &; Dewhurst, P. (1987). Product design for assembly. Boothroyd Dewhurst Incorporated.
[2]Hull, C. W. (1986). U.S. Patent No. 4,575,330. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
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[5]Ponche, R., Hasco#westeur044#t, J. Y., Kerbrat, O., &; Mognol, P. (2012). A new global Approach to design for additive manufacturing: A method to obtain a design that meets specifications while optimizing a given additive manufacturing process is presented in this paper. Virtual and Physical Prototyping, 7(2), 93-105.
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