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本研究所採用之快速成型技術為「立體光固成型(Stereo Lithography Apparatus, SLA)」,一般也稱為「光固化 3D 列印」。以下,就針對此一技術進行 更深入的文獻探討。

SLA 光固化技術的起源,陳建男(2007)提到,是由 Charles W. Hull 在美國 UVP 支持下所推出的快速原型實用裝置-雷射立體造型,即為 Stereo

Lithography Apparatus( SLA)。利用 He-Cd、Ar+雷射照射或目前 Diode Pumped Solid State 雷射配合 galvanometer mirror 掃描照射一薄層樹脂硬化,平台下降 使加工平台填充覆蓋新薄層,再利用刮板刮或真空填充的方式使液面水平,再以 同樣的製程動作。

關於製程步驟,許敦翔(2014)列舉了以下步驟:

1. 樹脂槽裝滿樹脂,並將升降平台降到樹脂表面。

2. 載入 3D 實體模型到快速成型系統,並將 CAD 的點資料轉換成 STL 檔。

(控制軟體可將模型與支撐轉換成一系列截面,厚度可從 0.025mm-0.5mm)

3. 光學掃瞄系統可經控制方向與聚焦雷射光束,將切層硬化成 2D 截面。

4. 升降平台下降至下層建構高度,將另一層樹脂覆蓋於固化層上。

5. 水平刮刀或真空抽料系統掃過下一層表面,使樹脂均勻塗佈。

與 SLA 技術相似的,還有另外一種利用投影機投射光源取代雷射光束的技 術,叫做數位光固化(Digital Light Processing,簡稱 DLP),又稱 FTI(Film Transfer Imaging)。在 DLP 投影機中,每一個微鏡片控制投影畫面中的一個像 素。進而利用 DLP 投影機來當作硬化光源輸出並直接產生光罩,而依據投影方式 的不同而又分為直立式或反射式,前者是利用 DLP 直接將光罩圖形投射於成型槽

內將樹脂硬化,後者則是將投影機平放於桌面後,經由一反射鏡將光罩圖形直接 偏 45 度反射於成型槽。(許敦翔,2014)

圖 2.18 DLP 光固化列印技術

資料來源:“Monkeyprint — An open-source 3d print software“,2016 年 11 月。

在 DLP 光固化 3D 列印中,除了機器本身的投射方式外,另一個影響品質的 因素,是「光硬化樹脂」。李惟聖(2005)提到,光硬化樹脂經由光照射所產生 的相變化,其所造成的收縮與變形的影響,一直是快速原型中重要的問題之一,

歸納如下:

 改良光硬化樹脂本身的機械特性,如構成成份與構成分子的大小等。

 研究光硬化樹脂的收縮率,依據其結果做加工精度之補償等。

 利用路徑加工與增加結構支撐或拘束的方法固定被加工結構使其不因為收縮 效應而變形。

 以樹脂模擬方法進行最佳路徑的規劃以降低變形,求得最佳精度。

 改良快速原型加工方法,如配合銑削刀進行平面切割以維持表面精度與配合

多軸加工進行曲面切削等。

企業提供獨一無二的產

蔡介欽(2014)引用了 PTC 公司發表的白皮書(2008)當中提到,利用「模 組化」來快速達成客製化的目的,並提高客戶滿意度。由於比起傳統大量生產製

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