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快速成型介紹 組員: 夏偉庭、邱大正、許世煒、 陳弘智、湯秉翰、劉柏均。.

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1 快速成型介紹 組員: 夏偉庭、邱大正、許世煒、 陳弘智、湯秉翰、劉柏均。

2 前言 以往的作法,先經過切削、加工、製作模具,還要測試是否有公差,零件之間是否完全符合,需要的時間極長,以汽車工業為例;日系車研發一輛車的時程約三年,歐美系車約四~五年;而航太工程的機械製作技術複雜性更高,相對的研發時間也較長,但花費十年研發的科技卻只能使用二、三年。

3 近年來將電腦科技引進,速度便可以加快,利用快速成形的技術,捨去製作模具的時間,整個製程時間可以縮短。像美國福特汽車目前就希望能配合這項技術,趕上日系車的研發速度。『快速成型技術』(Rapid Prototyping Technology,簡稱R.P.)為『機械領域』結合電腦技術之最具代表性的新技術,機械為工業之母,所以有新的機械誕生即會創造出新產業。在世界各地以形成一股旋風,工業界、醫學界、汽車界、寶飾也廣泛的應用此技術。『快速模具或快速造模』(Rapid Tooling,簡稱R.T.),主要係指運用製造之原型翻製模具或直接以RP製造模具。結合R.P.和R.T.的技術可迅速製作出原型產品或大量生產所需之模具來提升『成功率』與『競爭力』。

4 快速成型原理簡易

5 快速成型的四個方向 1.材料 2.輸入 3.方法 4.應用 固態 液態 粉末 STL IGES CLI 光學固化 熔解與固化 生物醫學 航太
汽車

6 材料1.固態 固態類的快速原型系統除了粉末材料外,包含所有形式的固體狀態材料,其形狀包含線狀、桿狀、薄片和顆粒等形式,Helisy的疊層式製造(LOM)、Stratasy的溶解層積成型(FDM)、KIRA的局部結合與熱壓(SAHP)3D系統多頭噴射造型系統(MJM)…等系統均屬這一類。

7 材料2.液態 液態類快速原型系統其使用的材料為液態狀,一般經固化程序將液體轉成固態狀,如3D系統立體快速成型(SLA)、Cubital的實體固化成型(SGC)、Sony的實體造型系統(SCS)、Mitsubishi蛇體物件紫外雷射掃瞄器(SOUP)、EOS立體系統、 Denken的(SLP)、光雕刻、 雙雷射光束..等系統均屬這類。

8 材料3.粉末類 粉末類的快速原形系統,嚴格來說,粉末屬於固態類,但是它是在原有RP系統區分出來的粉末結晶的系統,如DTM的局部雷射燒結(SLS)、Soligen的直接薄殼生產鑄造(DSPC)、MIT的3D列印(3DP)、Fraunhfer的多相噴射系統(MJS)..等系統均屬粉末類快速成型系統。

9 快速成型的優點 1.加工方式是一種加成行為,不需要擔心進刀路徑 2.無需夾具及模具之設計與製造,節省成本 3.對於小數量的需求,經濟效益很顯著

10 RP應用實例 快速模具技術為利用快速原型物件快速製作物件暫用模具之技術。自從1988年第一台商用RP機器開發以來﹐快速原型與快速模具技術被廣泛應用於各大產業(尤其是汽機車及3C產業)的產品開發流程中﹐主要原因是這些技術發展已漸成熟而且應用成效良好﹐符合快速開發製造的目的。

11 複雜機件外蓋 高爾夫球頭 氣動釘槍零件 氣動釘槍零件

12 汽車車燈零件 汽缸水套零件 鞋護套 護目鏡

13 未來趨勢 未來發展趨勢可分為新的成型方式、材料配方的開發及制程上的改善。在材料的配方上,期望能更快速的製造出更精確、機械性質更堅硬且可以後加工的原型,以滿足直接可以有功能性運用的原型製作,甚至醫學用模型的醫學用材料開發。

14 在制程上,成形掃瞄路徑的持續研究,期望以較少的層數及掃瞄路徑(較快的速度),加速原型的製作及減少原型的變形。例如自動調適的層厚設定(Adaptive Slicing)已經開始被重視,藉由對成型軸方向低鈄率輪廓的變化,採用厚層成形以在相同精度要求下,縮短製作時間;彈性層加工以精密的輪廓構建及彈性的內部充填,大幅節省原型製作的時間。


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