溶劑型漿料光成型設備鋪料槽內鋪層系統開發

The Development of in Tank Tape Casting Used in Solvent-based Slurry Stereolithography Rapid Prototyping System

游信樺(Shin-Hua You)

指導教授 ： 汪家昌

國立臺北科技大學/機電學院/機電整合研究所/碩士(2012年)

摘要

本研究主要在於改善溶劑型光硬化成型(Solvent-based Slurry Stereolithography, 3S)系統的缺點，之前的研究中李[1]所架設的機台已可以成功的製作出陶瓷工件，並由陳[2]整合成自動操作的程序與改善鋪層系統，雖然陳[2]的新式刮刀可改善漿料殘留的問題，但會有廢料產生過多的問題，因而造成材料大量的浪費。本研究主要為改善原先機台所遇到的問題，並表現在新的機台上。
在鋪層系統上，本研究以新式供料槽式刮刀作鋪層，讓漿料在鋪層時一直保持在供料槽內，使漿料得到最大利用，減少漿料浪費的問題，與舊有的機台相比，可節省約2.9倍的漿料；在Z軸升降機構的精準度上，改以五相步進馬達搭配導螺桿與線性滑軌，讓升降機構的精準度更高，並可提供更小的移動量，也決解了舊有機台上，因導螺桿直接與線性滑軌組接而產生的彎矩問題；在XY平面的解析度上，原有投影機之成像距離有所限制，無法將更細緻的特徵表現出來，透過加裝近攝鏡可將對焦距離縮短，而得到放大比例的成像，即可增加投影機的解析度，並且還有能量集中的效果，可縮短光照時間。

關鍵字

快速原型 ； 溶劑型漿料 ； 陶瓷粉末

並列摘要

This research is focusing on the improvement the slurry coating performance of the Solvent-based Slurry Stereolithography (3S) system. The existing 3S machine set up by Lee[1] and Chen[2] has been proved to be able to produce ceramic parts automatically but also came with too much slurry waste. This research is to build a new 3S machine to overcome the previous problem.
In this research, the in-tank slurry coating mechanism has been developed. The new slurry coating mechanism keeps the slurry always in tank and get the maximum use of the slurry. As the results, it can save about 2.9 times of the slurry compare with the old 3S machine. Furthermore, the new 3S machine used five-phase stepper motor on Z-axis lifting mechanism. The accuracy in Z direction has been enhanced. Moreover, a tele-converter lens has been applied to the projector which can reduce the image size. On the other hand, it will increase the resolution of the photo mask, and energy concentration effect can shorten the illumination time.

並列關鍵字

Rapid Prototyping ； slurry ； ceramic

參考文獻

[1] 李耿芳，溶劑型漿料法之光硬化快速原型系統開發，碩士學位論文，國立臺北科技大學機電整合研究所，2010。

[21] 黃加輝，8051單晶片原理與應用-使用C語言，台北，台科大圖書股份有限公司，2008。

[25] 陳世傑，溶劑型漿料光成型法之鋪層系統開發，碩士學位論文，國立臺北科技大學機電整合研究所，2010。

[2] 陳金源，溶劑型漿料光成型設備鋪層自動化技術開發，碩士學位論文，國立臺北科技大學製造科技研究所，2011。

[4] Andre’ Gahler and Juergen G. Heinrich “Direct Laser Sintering of Al2O3–SiO2 Dental Ceramic Components by Layer-Wise Slurry Deposition” , J. Am. Ceram. Soc., 89 , pp. 3076–3080 , 2006.