臺北科技大學製造科技研究所學位論文
國立臺北科技大學,正常發行
選擇卷期
- 學位論文
本研究首先使用ANSYS軟體進行樣品生產時的應力分佈分析，然後進行排氣法及墨水流動方法來找出漏氣點與漏氣路徑，將實驗結果與分析結果相比較，推測可能的原因為何。配合差式掃描量熱儀(DSC，Differential Scanning Calorimeter)來分析氣囊式緩衝包裝生產時所使用的塑膠薄膜材料之熔點，來設定適當的模具溫度，以便後續田口法實驗溫度因子水準的設定。之後找出生產線上可操作的重要參數，如模具壓合壓力、送料速度等參數設定，並運用田口實驗設計法的原則、文獻內容、廠商建議等決定控制因子及最佳化製程條件。 由田口實驗結果與相關文獻可得知，模具壓合時間及模具溫度這兩項成形條件是影響整個製程最大的控制因子，並將田口法所得的最佳化製程條件與原本廠商設定之製程條件所生產的樣品進行充氣與烘烤實驗，結果最佳化製程所生產的樣品確實比原本製程所生產的樣品良率高約15 %；而送料速度也因製程最佳化的調整由原本的6 pcs./min.變更為7 pcs./min.，使產量每天可增加27 %。
- 學位論文
楔形體導波(Wedge Wave,WW)是為一種沿著楔形體尖端傳遞的彈性波，並 且其能量集中在離尖端處約為一個波長的範圍內，其中一種楔形體模態稱為反對 稱模態(Anti-Symmetric Flexural mode,ASF mode)，過去研究中發現，ASF 模態在 當楔形體尖端附近受到膜層干擾時，其傳播行為會受到膜層表面波波速改變所影 響，利用其感測膜層及待測物質反應，探討其ASF 模態的傳播行為，觀察其反應 與其訊號參數之關係趨勢，進而研究其相關曲線。 本研究利用楔形體導波受膜層性質影響的物理現象做為感測器基礎原理，使 用ASF(Anti-Symmetric Flexural)濕度感測器，並利用超音波量測技術(UT)來探討 具有膜層楔形體在氣體環境的濕度變化下的時域變化，研究以不同基材(鋁、銅) 以及楔形體之幾何結構(不同角度)，針對濕度的變化去探討膜層上因質量附載效 應對楔形體導波濕度相對於波傳行為之影響，並將其結果應用在ASF 濕度感測 器之感測範圍、精度、反應時間及回復時間進行探討。
- 學位論文
隨著科技的進步，以及商業化的競爭，傳統的破壞力學、材料力學所設計的產品已經無法同時兼顧高品質、高可靠度卻低成本，而這些高科技產品往往伴隨著後續高維修成本，所以如何使產品擁有較低的生產成本，又可以發揮材料高效能，以及高安全性，非破壞檢測技術是不可或缺。而影響這些尖端產品表現的原因，往往在於製造方面就已經出了問題，隨著精度之提高，傳統超音波技術已經無法檢測出製造前材料本身之微小缺陷或使用中產品之初步破壞跡象，因此之後有非線性超音波技術的應用。 其中又以減少結構使用中之維護成本以及安全性最為重要，因此本研究主要利用非線性超音波量測系統，產生高能量的波入射鋼材，透過穿透法在另一端接收其二倍頻訊號，再依二倍頻振幅與基頻振幅平方之比值計算鋼材的非線性因子。由於二倍頻訊號遠比基頻訊號小，因此如何得到材料本身微小變化所產生的二倍頻訊號也是本文之重點。然後依上述方法對鋼材在不同疲勞週期下量測其非線性因子，藉由不同疲勞週期與其非線性因子之關係，可以繪製材料非線性因子與循環應力次數曲線。最後結果顯示，隨著施加循環應力次數的增加，非線性因子也有增加的趨勢，因此利用非線性超音波技術可以用來評估鋼的疲勞壽命。
- 學位論文
本文研究目的主要研究以漿料法快速原型技術來製作高緻密度不鏽鋼工件之可行性。因金屬漿料易沉澱，鋪層需要由防止漿料沉澱之鋪料機構來進行生胚的製作，故先從機構部分著手，再進行製程的研究。 以現有系統為基礎，加強其鋪層穩定性，並同時實現全自動化的功能。機構改善包含主要零件的替換及改良、系統簡化、自動化裝置的安裝，最後再經由實驗來找出最佳之鋪層參數。過去因粗粉緻密度不佳，研究中加入兩種更細的粉末來進行漿料調配、工件實作及緻密度量測。首先進行鋪層可行性實驗，其次以漿料法製程進行工件製作，最後對細粉與粗粉所製作的工件做緻密度比較。 研究結果顯示，經過改善之鋪料系統已解決過去產生之問題，並可實現全自動化的運作。漿料法可製作出簡單2.5D工件。工件緻密度量測結果，細粉所製作的工件較粗粉所製作者擁有更佳的緻密度。
- 學位論文
本研究主要目的在於散熱風扇在高轉速情況下之葉片應力分析。在研究中首先使用NACA的翼型規劃將翼型斷面確定後，再進入至Solid Works軟體中進行繪圖作業建立一個三維的軸流式風扇模型，繪製完成後轉檔匯入ANSYS/Workbench Fluent進行軟體分析，等待Fluent之分析結果輸入至ANSYS/Workbench Statics進行靜態分析，利用ANSYS/Workbench Fluent及Static模組，達到流固耦合的效果。由初始扇葉模型為基礎，為了提升風量以及改變應力優化的情形之下，進行根部及頂部的t_a變化，利用t_a改變，來改變優化初始模型在高轉速底下會產生的應力集中現象。並將模型分別置於不同轉速中，來觀察是否在不同轉速中的最佳結果都會相同。最後發現，在不同的轉速之下，將會有不同的最佳流量結果出現，而非同一個模型在任何轉速下皆為最佳結果。
- 學位論文
伴隨著奈米科技的崛起以及製程技術的發展，致使許多元件逐漸朝向微小尺度之製造與設計等方向積極尋求突破。而在諸多的微影技術當中，掃描探針微影術是一項方便且能夠簡易製造出微奈米尺度結構之微影技術。 本文主要是以原子力顯微鏡為基礎，進行微奈米尺度製作技術之相關研究。首先是針對類鑽碳薄膜之硬質材料，本文採用奈米氧化術的加工技術，探討施加電壓、探針移動速率以及加工重複次數共3種參數，以了解各項參數對加工結果之影響。最後,透過程式之控制以及適當參數，本文成功於類鑽碳薄膜上進行圖案化設計與製造。 本研究中亦結合石英震盪微天平(Quartz crystal microbalance, QCM)，建構超音波輔助原子力顯微鏡之加工平台，進一步探討機械力微影(奈米刮痕)之技術。並且利用力曲線之量測建立正向力量測模式，得到加工時探針所施加之正向力大小。針對三種不同性質之材料進行實驗，並以施加之正向力、探針移動速率以及加工重複次數共三項參數進行實驗，結果表示在有超音波振盪之輔助下，能夠得到更佳的加工結果，並且有效防止探針針尖之鈍化，藉以提升探針使用壽命。
- 學位論文
固態氧化物燃料電池(solid oxide fuel cell, SOFC)為熱門的綠色能源之一，但因其工作溫度過高，發展受到了大大的限制，為了增進高溫型固態氧化燃料電池的發電效率以及降低工作溫度，本研究以電漿熔射噴塗技術製備電解質(YSZ)與陰極(LSM)膜層，藉由不同的噴塗次數來控制電解質與陰極的厚度，以降低其工作溫度。 本研究主要分為兩大部分，第一部分為Ni/8YSZ基材製作，以單軸成型法製備陽極(NiO/8YSZ)支撐的電極，材料部分並未加入造孔劑，以控制壓碇時的壓力與燒結參數，來獲得具有足夠強度且有足夠孔隙的陽極試片。第二部分為電解質與陰極製作，以電漿熔射噴塗技術，藉由控制熔射功率，以獲得緻密的電解質層以及多孔的陰極層。最後將製備完成之單元電池置於電化學量測平台上，來了解單元電池的特性，並利用電子顯微鏡觀察單元電池之微結構，再以X光繞射儀進行元素分析。研究結果發現於1300℃燒結的孔隙率可達30%，還原後孔隙率更可提升至36%，而塗層結構在熔射參數電流為600 A，氫氣流量為14 SLPM下可以製作出緻密的電解質層；在熔射參數電流為500 A，氫氣流量為6 SLPM下可以製作出多孔的陰極層。
- 學位論文
本研究係利用直流磁控濺鍍系統配合紅外線加熱爐之退火處理於氧化鋁基板上製備一維氧化鎢奈米材料，並分別探討固定1 Wcm-2功率密度，濺鍍時基板的溫度(25℃、250℃)、鎢薄膜厚度(150 nm、300 nm、500 nm)以及真空中700℃退火處裡之持溫時間(1 hr、2 hr)對材料表面形貌、結構、化學成分及NO2氣體感測特性的影響。研究中發現，隨著退火溫度升高，薄膜會開始成核成長逐漸轉變為一維奈米結構，且若於沉積鎢薄膜時，將氧化鋁基板加熱至250℃，並持溫至濺鍍製程結束，對退火處理後成長之氧化鎢奈米線長度有明顯變長之趨勢。經微結構分析得知，本實驗製備的一維氧化鎢奈米材料為W18O49單斜晶系之相態，晶格成長方向是延著(010)晶面成長，並由HRTEM的結果得知晶格間距為0.378 nm，與XRD結果相符。藉由Raman光譜儀進行光學特性分析，發現在波數為200~500 cm-1及500~1000 cm-1之間有明顯的拉曼光譜線出現，與標準拉曼光譜比對後的判定Monoclinic 的氧化鎢。本研究製備的一維氧化鎢奈米材料，NO2氣體感測結果顯示，在最佳工作溫度150℃下，對不同濃度(10~100 ppm)之NO2氣體進行檢測，發現經基板加熱過後生成之氧化鎢奈米線具有最佳感測性質，且隨著濃度的增加靈敏度(S = 2.22至3.13)也會呈現線性成長。
- 學位論文
本研究探討螺桿式壓縮機之圓弧齒型與X齒型之型線參數建立，自訂公轉子齒型後由包洛線法於EES人機介面軟體及Matlab輸入產生2D齒型及其共軛齒型，接著以AutoCAD做2D驗證，接著討論理論齒型之干涉問題，由曲線擬合程式說明干涉縮小方式，然後以處理干涉後之2D齒型計算其面積利用係數值，確保設計之齒型能為工業所用，接著，擬合後之2D型線以Creo繪圖軟體繪製為3D齒型，其中運用其參數設計介面，並計算其齒間容積、轉角及壓縮比之關係，且藉由上述結果繪製P-V曲線以便後續計算其功率，本論文中的型線變數皆參數化，未來可依馬達規格功率來設計不同組合之齒型，經由此自動化參數設計流程來符合所需。
- 學位論文
對於長期臥病在床且行動不便的人來說，由於其失去自主能力，往往需要照護人員從旁照料，當病人需要從輪椅移到床上時，照護人員往往是徒手費力地移送病人，搬動時也常會造成行動不便的人不舒適的感覺。有鑑於此，若能設計一省力操作的具平移功能的輪椅，不僅能讓照護人員輕鬆操作，也能避免造成對行動不便的人不舒適的感覺。 本文提出一具移床功能之坐臥輪椅構想設計，主要包含高度升降機構、平移機構與傾躺機構。照護人員先操作高度升降機構將輪椅調整略高於病床高度，再操作傾躺機構而將輪椅調為躺姿，之後再使用平移機構將病人從輪椅移送至病床上，完成移送病人動作。本研究利用Solidworks軟體建構此具移床功能之坐臥輪椅機構的構想設計，並利用該軟體提供的Simulation功能，進行干涉檢驗、動態模擬及應力應變分析，其結果已初步證實此設計的可行性。