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1、快速成型技術 -3D印刷製程組員：宋明峰組員：宋明峰黃介宏黃介宏陳竑志陳竑志D打印技术应用PPT课件RP (Rapid Prototyping)是一種可以在數小時內從所建構的模型直接製作出正確尺寸雛形的新製造技術。快速原型系統可製作出任意複雜形狀或是細微機構的雛形，完全擺脫切削加工的限制，克服手工模型易失真的缺失，並能節省昂貴的模具製作費用。D打印技术应用PPT课件下表來比較下表來比較CNC加工機與加工機與RP成型機適用性成型機適用性D打印技术应用PPT课件RP (Rapid Prototyping)RPRP所賦予的主要效益包括：所賦予的主要效益包括：1 1. .縮短加工階段所需時間縮短加工階
2、段所需時間。2.2.將將概念實體化概念實體化，以減少設計時的可能錯誤修正。，以減少設計時的可能錯誤修正。3.3.將將設計實體化設計實體化，以減少組合時的尺寸錯誤修正。，以減少組合時的尺寸錯誤修正。4.4.製作樣品製作樣品，測試機構運動干涉、功能強度測試。，測試機構運動干涉、功能強度測試。5.5.樣品確認尺寸樣品確認尺寸，減少減少尺寸錯誤而需修改模具費用。尺寸錯誤而需修改模具費用。6.6.成品快速實體化成品快速實體化，直接生產少量多樣成品。，直接生產少量多樣成品。 D打印技术应用PPT课件立體列印技術立體列印技術(3D Printing)(3D Printing)是快速原型技術的一種，是快速原型
3、技術的一種，ZCorporationZCorporation公司於公司於19931993年乃針對立體列印技術有別於年乃針對立體列印技術有別於他他RPRP系統的多項優勢進行研發工作。系統的多項優勢進行研發工作。並於並於19961996年推出年推出Z PrinterZ Printer系統。它是一種簡單的快速成系統。它是一種簡單的快速成型技術，主要的成型概念與一般的型技術，主要的成型概念與一般的RPRP系統均相同，均系統均相同，均是將是將3D3D模型進行分層切割（模型進行分層切割（SLICINGSLICING）後再做分層處理後再做分層處理 來來堆疊堆疊出出3D3D成品，而成品，而Z Corporat
4、ionZ Corporation在進行分層處理的在進行分層處理的過程中，乃過程中，乃利用印表機列印的原理對分層切割後模型材利用印表機列印的原理對分層切割後模型材料進行分層列印料進行分層列印。新一代快速原型系統新一代快速原型系統 ZCorporationD打印技术应用PPT课件立體列印技術(3D Printing) -工作原理1置放粉末 首先將左側的粉末供應活塞降至最底層，右側的首先將左側的粉末供應活塞降至最底層，右側的堆疊活塞則提升至最上層，並將粉末狀的模型原堆疊活塞則提升至最上層，並將粉末狀的模型原料至放於供應容器中。料至放於供應容器中。 D打印技术应用PPT课件立體列印技術(3D Prin
5、ting) -工作原理2塗敷粉末 當粉末供應活塞上升之後堆疊活塞會同時下降，當粉末供應活塞上升之後堆疊活塞會同時下降，並利用上層的滾輪將粉末供應盒中的原料往右並利用上層的滾輪將粉末供應盒中的原料往右帶至成型空間中。帶至成型空間中。 D打印技术应用PPT课件立體列印技術(3D Printing) -工作原理3收集粉末當滾輪將左右容器的高度舖平之後多餘的粉末當滾輪將左右容器的高度舖平之後多餘的粉末會掉落至收集容器內，而這些粉末原料在工作會掉落至收集容器內，而這些粉末原料在工作結束之後，都可以回收再使用。結束之後，都可以回收再使用。 D打印技术应用PPT课件噴塗黏著劑 再回程中，上層的噴頭會再在模型
6、的分層斷面再回程中，上層的噴頭會再在模型的分層斷面範圍內對粉末進行範圍內對粉末進行黏黏著劑的噴敷，並藉此黏著劑將粉著劑的噴敷，並藉此黏著劑將粉末結合。末結合。 立體列印技術(3D Printing) -工作原理4D打印技术应用PPT课件重複步驟，直到模型堆疊完成 當粉末供應活塞再度上升之後堆疊活塞會同時當粉末供應活塞再度上升之後堆疊活塞會同時下降，每一階段都重複進行去程的塗敷粉末以下降，每一階段都重複進行去程的塗敷粉末以及回程的噴敷黏及回程的噴敷黏著劑動作，藉此著劑動作，藉此達到模型的堆疊達到模型的堆疊成型。成型。 立體列印技術(3D Printing) -工作原理5請觀看請觀看0101影片影
7、片D打印技术应用PPT课件Z Printer的機構概述下圖代表下圖代表Z PrinterZ Printer系統的設系統的設備機構概念，伺服馬達控制上備機構概念，伺服馬達控制上部的粉末塗敷滾輪及粘著劑噴部的粉末塗敷滾輪及粘著劑噴頭進行頭進行XYXY方向的移動，而在方向的移動，而在Z Z方方向則控制了供料活塞及堆疊活向則控制了供料活塞及堆疊活塞的上升及下降動作，當左側塞的上升及下降動作，當左側的粉末供應活塞上升後，右側的粉末供應活塞上升後，右側的堆疊活塞會同時下降，利用的堆疊活塞會同時下降，利用滾輪將粉末供應盒中的原料往滾輪將粉末供應盒中的原料往右帶至成型空間中，並再往左右帶至成型空間中，並再往左
8、的回程中以噴頭在模型分層斷的回程中以噴頭在模型分層斷面面 範圍內對粉末進行粘著劑的範圍內對粉末進行粘著劑的噴敷。噴敷。 D打印技术应用PPT课件模型製作流程 請觀看請觀看0202影片，內容從建模到使用影片，內容從建模到使用3DP3DP來製成模型到完成來製成模型到完成D打印技术应用PPT课件 Z Corp Z Corp系統與其他系統與其他RPRP系統均相同，在製作系統均相同，在製作RPRP模型之前必模型之前必 須都要有須都要有三維資料圖檔三維資料圖檔，而這些三維資料圖檔的來源必須，而這些三維資料圖檔的來源必須仰賴仰賴3D3D軟體建構或者藉由逆向工程設備的掃瞄軟體建構或者藉由逆向工程設備的掃瞄來生
9、成，但來生成，但對於大部分的對於大部分的RPRP的使用者來說，他的需求在於的使用者來說，他的需求在於希望夠快速希望夠快速的得到一個概念性的實體模型的得到一個概念性的實體模型，而這個概念大部份仍存在，而這個概念大部份仍存在於設計者的頭腦當中，因此於設計者的頭腦當中，因此對於一個還沒有產生實體模型對於一個還沒有產生實體模型的概念，利用逆向工程的方式建模可能比較不適當的概念，利用逆向工程的方式建模可能比較不適當，因此，因此若以若以RPRP需求作為考量，大部分的需求作為考量，大部分的RPRP使用者還是會選擇使用者還是會選擇利用利用3D3D軟體進行建模軟體進行建模，目前，目前3D3D軟體廠商眾多，功能性
10、也都很軟體廠商眾多，功能性也都很強，而現在開發出來的強，而現在開發出來的3D3D軟體都以軟體都以WindowsWindows介面為基礎，介面為基礎，加上以加上以Solid ModelSolid Model為核心架構，因此操作十分簡單，也幾為核心架構，因此操作十分簡單，也幾乎都支援乎都支援RPRP格式（格式（STLSTL）。）。 模型製作流程 1. 3D CAD建模D打印技术应用PPT课件 在在 得到得到3D3D模型之後，接下來我們必須將之轉換為模型之後，接下來我們必須將之轉換為RPRP設備所能夠接受的檔案格式，設備所能夠接受的檔案格式，STLSTL是一般是一般RP RP 系統系統所共同使用的檔
11、案格式，所共同使用的檔案格式，STLSTL格式的轉換原理，是格式的轉換原理，是將將CAD ModelCAD Model用無數的三角形來模擬趨近用無數的三角形來模擬趨近CAD CAD ModelModel，這有點類似，這有點類似CAECAE軟體在運算之前要對模型做軟體在運算之前要對模型做的網格劃分，除了的網格劃分，除了STL STL 之外，之外，Z CorpZ Corp系統也支援系統也支援ZBDZBD、BLDBLD、PLYPLY、ZCPZCP、SFXSFX、ZECZEC、VRMLVRML等格式，等格式，而而VRMLVRML格式可對模型外觀定義色彩格式可對模型外觀定義色彩，因此，因此Z CorpZ
12、 Corp系系統可藉由統可藉由VRMLVRML檔案進行彩色模型的列印，值得一檔案進行彩色模型的列印，值得一提的是，目前市面上所有的提的是，目前市面上所有的RPRP系統當中，也只有系統當中，也只有Z Z C o r pC o r p系 統 可 製 作 全 彩 的 模 型系 統 可 製 作 全 彩 的 模 型。模型製作流程 2. 檔案轉換 D打印技术应用PPT课件n n在在 列印模型之前，我們會使用列印模型之前，我們會使用Z CorpZ Corp系統所提系統所提供的供的Z Printer6.2Z Printer6.2進行模型的排列和傳輸，排列進行模型的排列和傳輸，排列模型的主要目的除了模型的主要目
13、的除了防止模型超出列印範圍防止模型超出列印範圍之之外，並可在模型外，並可在模型不互相干涉不互相干涉的情況下，將模型的情況下，將模型排列至最高密度進行列印，以避免分次列印而排列至最高密度進行列印，以避免分次列印而浪費時間，除此之外，浪費時間，除此之外，Z Printer6.2Z Printer6.2也可對也可對模型模型進行旋轉進行旋轉，縮放縮放，以及，以及模型表面的文字貼附模型表面的文字貼附。在輸出列印之前還可預估列印時間以及在輸出列印之前還可預估列印時間以及比對模比對模型和現有原料高度型和現有原料高度，以確認機器中的原，以確認機器中的原 料是否料是否足夠，當所有設定動作完成後即可進行列印傳足夠
14、，當所有設定動作完成後即可進行列印傳輸。輸。模型製作流程 3.排列模型 D打印技术应用PPT课件n n在在 模型輸出列印指令之後之後，模型輸出列印指令之後之後，Z Printer6.2Z Printer6.2中中的模型資料便傳輸到的模型資料便傳輸到Z PrinterZ Printer設備進行列印動作，設備進行列印動作，而而Z Printer6.2Z Printer6.2與與Z PrinterZ Printer之間的連線方式之間的連線方式可使可使用用TCP/IPTCP/IP和和Serial PortSerial Port進行列印的傳輸，尤其是進行列印的傳輸，尤其是透過透過TCP/IPTCP/IP
15、的網路連線方式，更可達到遠端遙的網路連線方式，更可達到遠端遙控列印的效果。控列印的效果。 模型製作流程 3.排列模型 D打印技术应用PPT课件n n在此是可順道一提的是，Z Corp系統是唯一不需進行模型支撐(Support)的系統，因為在列印完成後模型完全被包覆在粉末原料當中，這些粉末成為最好的支撐材料，因此我們只 需清除這些粉末即可取出模型，因此完全可以免去清除支撐材料的困擾，清除過程中你可使用刷子、吸塵器、噴槍等工具將模型外的粉末清除，而這些清除下來的粉 末材料都可以加以回收後再利用。 模型製作流程 5.去除粉末D打印技术应用PPT课件n n在 此是可順道一提的是，Z Corp系統是唯一
16、不需進行模型支撐(Support)的系統，因為在列印完成後模型完全被包覆在粉末原料當中，這些粉末成為最好的支撐材料，因此我們只需清除這些粉末即可取出模型，因此完全可以免去清除支撐材料的困擾，清除過程中你可使用刷子、吸塵器、噴槍等工具將模型外的粉末清除，而這些清除下來的粉 末材料都可以加以回收後再利用。模型製作流程 5.去除粉末D打印技术应用PPT课件模型製作流程 6.硬化處理n n為 了強化模型的強度與韌性，或者想要的讓模型具有如同橡膠般的彈性特型，Z Corp除了提供各種粉末原料之外，另外需搭配不同的硬化劑，讓模型得到不同的材質效果，模型在清除粉末之後即可加入硬化劑，而硬化劑的使用分為滲透、
17、塗刷、噴灑、浸泡等各種方式，使用者可依模型外觀決定適合的方式。D打印技术应用PPT课件Z Printer的應用優勢1.1.無可匹敵的印刷速度無可匹敵的印刷速度2.2.多樣化的材料特性多樣化的材料特性3.3.無須支撐用耗材可節省粉末無須支撐用耗材可節省粉末4.4.強悍的系統軟體強悍的系統軟體Z Printer6.2Z Printer6.25.5.便利與簡易的操作與維修便利與簡易的操作與維修6.6.網路相容網路相容D打印技术应用PPT课件Z Printer的應用範圍D打印技术应用PPT课件結論 Z Corporation 公司所生產的3D實體印刷(3D Printer)快速原型(Rapid Pro
18、totyping)設備系統，可以提供任何一個設計團隊進行更為廣泛的建模需求。請觀看請觀看0303影片，以電腦影片，以電腦3D3D來模擬來模擬3DP3DP之過程作。之過程作。D打印技术应用PPT课件感想 3D模型實物的製作上，從汽車研發、航空製造、消費性電子 產品設計、建築、地理資訊、醫學工程與學術教育上的原型實物製作上，都得到相當廣泛的應用，其需求範圍包括可以從快速的概念性模型產生，到完全以功能作為 測試目的的原型製作，讓所有的產品設計在省時節費的技術下得到實現。 資料來源：資料來源：實威科技實威科技 CAD/CAM CAD/CAM 技術部捷銳技術部捷銳2003/12/202003/12/20本文發表於本文發表於CADesignCADesign雜誌雜誌20042004年一月刊年一月刊 D打印技术应用PPT课件
