溶劑型漿料法光硬化積層製造系統之迴轉式鋪料開發

The development of revolving paving to solvent-based slurry stereolithography additive manufacturing system

戴明杉(Ming-Shan Tai)

指導教授 ： 汪家昌

國立臺北科技大學/機電學院/製造科技研究所/碩士(2013年)

摘要

本研究主要在於建立全新可製作陶瓷工件的溶劑型光硬化成型(Solvent-based Slurry Stereolithography, 3S)系統，別於已往之往復式積層製造製程，採用全新迴轉式作動製程(revolving paving mechanical)，提升製程速度與穩定度，維持或降低原料之消耗。本研究在系統設計上，加入模組化設計、產量擴充插槽，以及多方面常規設計，以降低機台與維護成本，本研究在於完成溶劑型光硬化成型系統之模組化與量產化概念，達到實質穩定之目的
本研究積層製造製程透過模組化設計，分為：鋪層機構組、升降機構組、投影光罩組，以及自動控制組，四大組合，相較於之前研究的鋪層不穩定問題，本研究成功提升鋪層之穩定性問題，全系統已達成相當高的製程完成度，由於全新迴轉式鋪層系統設計，一圈作動中，包括了乾燥、曝光、平板下降、下料、及鋪層之全部過程，可不間斷連續運作，大幅縮短製程時間，透過8倍近攝鏡可將對焦距離縮短至130mm，而得縮小比例的成像，增加成像的解析度，也同時產生能量集中的效果，大幅縮短光照時間；模組化的效益，可在當不同部位損毀或想更換不同系統時，直接更換其一機組，大幅縮短整理與維修的時間與複雜度，為往後系統提供改良與提升空間。

關鍵字

積層製造 ； 溶劑型漿料 ； 陶瓷粉末

並列摘要

The purpose of this research is to build up a new solvent-based slurry stereolithography ceramic additive manufacturing system. Different from the shuttle based paving mechanical, a revolving paving mechanical is introduced. This new proposed mechanical provides better system stability as well as to accelerate the building up speed. Moreover, the module design which includes the paving system, elevator system, dynamic mask generation system, and automatic control system are used to provide better maintenance ability.
The results show good system stability in slurry continues paving. There are paving, drying, mask exposure, elevator downing, and new slurry adding in one revolving cycle. The new developed system using 8X close up lens to shorten the image forming distance from 400 to 130mm and bring a high definition of the mask image from 314dpi to 886dpi. It also concentrates the exposure energy to cut the expose time need to cure one layer of the part. The module design makes it able to be replaced in module instead of the system. It also gives the ability to system upgrade possibility by changing a new upgraded module.

並列關鍵字

Rapid Prototyping ； additive manufacturing ； slurry ； ceramic

參考文獻

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