臺北科技大學製造科技研究所學位論文
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本研究使用光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)以及類點光源雷射二極體，以製造出一可調變波長、高穩定性之超窄線寬外腔半導體雷射系統。使用光纖允許穩定長共振腔以及良好的雷射輸出橫模，基本上為TEM00模。使用類點光源雷射二極體則允許雷射至光纖耦合率達70%以上，以提供良好的光學回授以及雷射輸出功率。此光纖光柵外腔雷射具有單縱模輸出，且其自由線寬為12 kHz。雷射波長則可藉由對光纖施以張力或是改變光纖光柵的溫度加以調變，且雷射可被穩頻在銣原子之D2躍遷譜線上。
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在現今高精密、高效率與高壽命是工具機發展的主要趨勢，工具機的振動幅 度大小決定機台之精密度，所以掌握了工具機的剛性與動態特性，將有助於研究 結構的振動，以避免共振，提升工具機之效率及壽命。 本文利用有限元素分析方法對立式綜合加工機進行結構分析，分析自然頻率 以及響應，了解結構自然頻率之模態振型與響應，並且裝配動態吸振器，來減少 共振時所產生的振幅。初步結果顯示在模態一減少 71.87%振幅與模態二減少 68.46%振幅，以及鋸弓零件減少 63.21%的質量。
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本文為研究一種薄壁管件的輕型結構，在承受不同斜向負載下的機械行為，使用有限元素方法模擬方形薄壁管件承受斜向負載的塑性變形，並計算與比較薄壁管承受不同角度負載的比吸能，其結果可以發現能量吸收隨著負載角度的增加而減少。 同時，利用田口方法嘗試尋找方形薄壁管件承受斜向負載的最佳設計參數，分析時以薄壁管件之厚度、寬度、圓角半徑、管件傾斜角為控制因子，並以管件之比吸能為其實驗目標。初步結果顯示影響比吸能的最大因子為管件寬度，其次為圓角半徑與管件傾斜角度，且方形管件的斷面寬度越大可承受較大的負載角度。此外，結果亦顯示，優化設計參數與原始設計比較，比吸能增加75.49%，且可以承受較大的負載角度，13度。希望這項研究可以提供直立薄壁方管承受斜向壓縮負載下能量吸收之設計基礎。
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在現今高精密、高效率與高壽命是帶鋸機發展的主要趨勢，帶鋸機的振動幅度大小決定機台之精密度，所以掌握了帶鋸機的剛性與動態特性，將有助於研究結構的振動，以避免共振，提升帶鋸機之效率及壽命。 本文利用有限元素分析方法對臥式帶鋸機進行結構分析，分析自然頻率以及響應，探討結構自然頻率之模態振型與響應，結合田口方法品質設計的原理，得到最佳因子解，與分析帶鋸機的耗材部分鋸帶，此部分零件容易有應力集中，在鋸帶緊邊扭轉段與主動輪彎矩段為應力最大處，藉由分析軟體可以得知長度與圓徑對於應力關係，最後找出此分析長度與田口法因子之間的關係求得最佳的解答，做為改善帶鋸機結構基準，初步結果顯示在模態一減少48.2%振幅與模態二減少10%振幅，以及鋸弓零件減少22%的質量。
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本研究是利用有限元素分析軟體搭配快速去除料頭的模具結構，探討切刀與高分子材料沖切剪斷的力學變化，在個案中作法是將切刀分成九種角度，在不考慮溫度與摩擦力情況下模擬沖切剪斷側面澆口，模擬結果顯示等效應力會因為切刀角度不同伴隨著截面積變化而有所改變，另外透過模擬分析得到去除料頭所需的剪切力與文獻推論所計算出的數據相互驗證，誤差甚小；澆口寬度增加對於剪切力是有影響的 ，雖然有助於射出成型但是需要更大的剪切力才能沖切剪斷，對於塑膠模具結構設計初期是重要的參考依據。 最後透過田口式品質設計方法得知，在沖切剪斷時澆口寬度對於切刀所承受的等效應力影響最大，切刀材料與切刀角度影響次之，澆口長度對於切刀所承受的等效應力的影響甚微；在模具設計初期，即有量化數據資料，供設計人員研發模具機構之參考，省卻大量實做實驗的時間與金錢成本，也避免了過度設計，所造成的成本增加，進一步對於自動化生產製造更是有效率的提升產能，將此模擬分析原則納入設計規範之中，更是有助於結構設計的可靠度提升。
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本研究是以旋轉塗佈(Spin Coating)法將不同尺寸之聚苯乙烯球(Polystrene, PS)於於光學級的聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)塑膠膜上製備奈米光子晶體結構並貼覆於發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)上以達到亮度增益的目的。本實驗所使用的發光二極體主要分為兩種不同封裝型態：一為壓模(Molding)型，是使用高碳鋼模具將環氧樹酯(EPOXY)射出成型；另一種為點膠(Encap)型，是使用針筒滴附於PPA塑殼中的方式製備。本實驗重點在於研究用於此兩種不同封裝的發光二極體元件貼覆聚碳酸酯膜後，因奈米光子晶體矩陣薄膜的粗糙化表面所造成的同調耦合光散射，改變封裝體內部的光全反射路徑，將困在發光元件內的光汲取出來，增強外部量子效益，進而提升元件的亮度，且於發光二極體貼覆光子晶體的增亮膜後，元件展現出發光角度變大且波長不變的優點。於壓模型發光二極體的測試結果，在三種波段的發光源下(紅光:630 nm; 綠光:523 nm; 藍光:465 nm)，皆有亮度增益的表現，並且當奈米球粒徑耦合發光源波長時,得到發光增益較佳,最高可到53.57%提升。
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第一部分 超音波結合益生菌對於肥胖症小鼠治療之研究 脂多糖(LPS)引起的慢性發炎可誘發肥胖。在動物實驗中，益生菌可以改變腸道菌相抑制肥胖，控制慢性發炎反應，亦會影響相關基因的表現。在先前的研究文獻中，高脂飲食(HFD)誘導的肥胖大鼠由於攝取益生菌抑制了副交感神經的活性。本研究利用益生菌結合超音波對高脂飲食誘導的肥胖小鼠進行8週以上的控制體重和脂肪貯積的評估。將C57BL/6J雄鼠於治療期間隨機分為四組：（1）對照組(H)、（2）只服用益生菌(HB)、（3）只施打超音波(HU)、（4）益生菌結合超音波(HUB)。量測體重與體內微電腦斷層掃描的身體總脂肪量的變化，利用血清和組織病理切片來證實治療的效果。在第8週，與HU組(26.63±0.96%)和H組(32.62±5.03%)相比，HUB組(15.56±1.18%)體重下降最為顯著(p<0.05)。從微電腦斷層掃描的總脂肪減少量顯示，HUB組(69%)比起其他組別(HB：52%，HU：37%) 效果最為顯著(p<0.05)。除了附睾脂肪墊，皮下脂肪的減少在HUB組(340 μm)最顯著，與H組(1150 μm)、HB組(1060 μm)和H組(370 μm)相比，均有顯著性差異(p<0.05)。高脂飲食的小鼠進行8週實驗，結合益生菌和超音波可以加強減少體重、整體與局部的脂肪沉積的消除、脂肪細胞大小與血脂的降低。 第二部分 三維超音波局部脂肪墊成像用於全身體脂肪評估 本研究利用動物實驗評估全身體脂肪，其驗證的方法為應用超音波影像系統針對小鼠腹部脂肪墊進行量測，量測項目包含小鼠脂肪墊體積與厚度的測量以及三維影像的重建。本系統利用MATLAB程式整合影像處理，達到測量的目的。透過超音波影像系統擷取影像後，利用型態濾波器將原始影像分割成二值化影像，再計算量化結果和樣本比對的方法完成量測。本研究所提出的量測系統具有(1)非侵入式量測、(2)量測時間短、(3)準確度高等特性，對於脂肪評估有自動偵測的效果，減少人為操作所造成的誤差，以及達到自動判讀的量測目的。在進行動物實驗之前，先藉由石墨仿體模擬影像處理流程的方式去進行實驗。實驗結果測得實際與超音波量測體積之間的誤差為-0.4%，以上述之方法能夠達到快速判讀資料的目的。
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本研究使用光聚合固化技術(VP, Vat Photopolymization)為技術主體，以其代表性技術－光固化成形技術(SLA, Stereo Lithography Apparatus)為基礎，突破其製程限制，以較短時間製作完成平面高解析度的中大型尺寸工件，期滿足產業界設計與製造的市場需求，並開發一貫流程之專用軟體，整合機臺控制及光學影像成型等功能，透過軟體的動態光罩控制技術、投影機調校技術、影像變形校正技術與影像投影能量均勻化等功能疊加輸出，以達全自動驅動硬體設備。於成型表面加上拘束液面之硬質透明板及軟質透明膜，使其可有效拘束高黏度樹脂原料液面，並減少層與層加工時，因升降而產生之剝離力量，以加速成型時間，並提升可製作加工區域之尺寸，俾使完成各式複雜工件。完成建置之設備系統平面解析度每點尺寸0.2×0.2 mm(1920×1080點)，最小層厚0.1 mm，每層成型時間在30秒以內，可成型長216 mm、寬384 mm、高200 mm之模型物件。
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本文採用田口實驗分析法研究拼焊板雷射焊接之製程參數，所使用的雷射焊接機包括利用CO2 2.5KW連續式與500W 脈衝式之ND-YAG 雷射。考慮之製程參數有功率、進給速率、對接間隙、光斑直徑(聚焦)、待機功率、 料帶定位、保護鏡片潔淨度(透光度)…等，品質目標為背焊道寬度。並佐以鹽霧測試法驗證焊道耐蝕性，拉力測試法驗證焊道強度，半球測試法驗證焊道品質、CCD視覺檢測法證焊道品質。初步實驗結果顯示製程參數如光斑對焦、定位、輸出功率、進給速率、對接間隙等皆與焊道品質正相關。
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目前小型手持式產品越來越多，間接將產品結合於車上同步使用的模式及頻率也就越來越廣泛，而在汽車行駛時的瞬間煞車之衝擊力量或其他外力，將影響手機支架之夾持品質，因此車用手機夾持支架之穩健設計有其研究的必要。本研究首先利用公差分析技術進行車用夾持支架結構之公差設計，並利用有限元素分析模擬與驗證材料結構強度。 最後藉由田口方法之設計理念，在所研究個案定義之品質目標函數為望目特性，影響設計之特性因子為夾持手臂之夾持齒距、壓縮彈簧力、夾持橡膠硬度與承載支撐硬度等等。選擇合適的直交表，並以實際的產品模型進行落下測試，來模擬夾持智慧型手機支架在瞬間煞車或衝撞的衝擊情況，最後收集實驗結果進行分析，找出夾持支架的最佳化設計條件。初步結果顯示最佳參數組合，其條件為夾持齒距1.0 mm、壓縮彈簧力0.6 kgf、夾持橡膠硬度40 shore A及承載支撐硬度45 shore A。