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研究生: 蕭勝元
Sheng-Yuan Hsiao
論文名稱: 光固化3D列印彩色漸層製程參數優化之研究
Study of Parameter Optimization of Gradient Color Process for Phto-curable 3D Printing System
指導教授: 蔡明忠
Ming-Jong Tsai
口試委員: 郭永麟
Yong-Lin Kuo
黃忠偉
Jong-Woei Whang
汪家昌
Jia-Chang Wang
陳金聖
Chin-Sheng Chen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 自動化及控制研究所
Graduate Institute of Automation and Control
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 3D列印灰關聯分析壓電噴頭UV光樹酯墨滴分析漸層
外文關鍵詞: 3D Printing, Grey Relation Analysis, Piezo nozzle, UV resin, Droplet analysis, Gradient color
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  • 在光固化3D列印製程中,使用壓電噴頭噴印為目前最具能夠完成全彩的製程方式。在層與層的接合過程中,一層平面的完整性與平整性,關係著未來堆疊每層平面的重要性,其控制參數的設定會對一平面鋪層的墨滴形狀的穩定率有顯著的影響。本研究的目的是運用灰關聯分析應用於光固化3D彩色漸層製層參數優化之研究,研究中以墨滴直徑變異與墨滴形狀最大穩定率為品質目標,主要控制參數則結合噴頭高度、噴印速度及UV光照射時間。使用田口法直交表排出L9(34) 9組實驗,再將實驗結果以具多品質特性之優化的灰關聯來分析,找出實驗中最適化的平面堆疊參數,並進行確認與比較。本研究方法的確可有效減少墨滴直徑的變異與墨滴形狀穩定率的標準偏差,應用於彩色漸層結果說明田口灰關聯能有效率的在少量實驗中獲取多重品質要求之最佳組合參數。


    In Photo-Curable 3D printing process, using piezo nozzle might be the best choice for a full-color objet printing currently. During the bonding process between two layers, each layer’s integrity and smoothness affects the quality of the each stacked layer. The control parameter settings have a significant effect on the flat laminate’s coverage. The purpose of this study is the use of Grey Relational Analysis (GRA) for Parameter Optimization of Gradient Color Process in a Photo-curable 3D Printing System. In this study, variation in droplet diameter and maximum coverage are chosen as quality objectives. The main control parameters include nozzle height, printing speed and UV light exposure time. The Taguchi method orthogonal array method L9(34) is employed to carry out nine sets of experiments. The GRA with optimization for multiple quality characteristics is used to find out the optimal experimental parameters for the plane accumulation. The confirmed results are also compared. This research method is indeed effective in reducing the standard deviation of the ink droplet diameter and coverage. The experimental results indicate that the associated Taguchi method and GRA can efficiently obtain the best combination of quality requirements for multiple parameters in a few experiments

    摘要 I ABSTRACT II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1研究背景 1 1.2研究動機與目的 2 1.3研究方法與步驟 2 1.4本文架構 5 第二章 文獻回顧與相關技術發展 6 2.1文獻回顧 6 2.1.1灰色系統理論回顧 6 2.1.2灰關聯分析相關文獻 6 2.2 UV光樹酯固化原理 7 2.2.1紫外光之介紹及用途 7 2.2.2紫外光種類 8 1. A射線(UV-A) 8 2.B射線(UV-B) 8 3. C射線(UV-C) 9 2.2.3光固化樹酯固化原理 9 2.3 3D列印的發展與種類介紹 10 2.3.1光固化法介紹 12 2.3.2目前市面多色機種介紹 13 第三章灰關聯分析實驗計劃 19 3.1直交表與交互作用關係 19 3.2灰色系統理論 20 3.2.1灰關聯生成 21 3.2.2灰關聯分析 22 3.2.3因子空間 23 3.2.4灰關聯度的四項公理 23 3.2.5灰關聯度 24 第四章 實驗系統與量測設備 27 4.1光固化3D列印系統及架構 27 4.1.1 光固化3D列印系統及架構 28 4.1.2成形軸向機構 30 4.1.3 UV光模組 31 4.2量測系統 33 第五章 實驗結果與討論 35 5.1控制因子及水準的選定 36 5.2品質之判定標準 40 5.3灰關聯實驗法分析 45 5.3.1 灰關聯生成 46 5.3.2 計算序列差 47 5.3.3 計算灰關聯係數 48 5.3.3 計算灰關聯度(含權重) 49 5.3.4 灰關聯度排名 50 5.3.5 灰關聯分析之最佳組合 51 5.4確認灰關聯實驗分析結果 53 第六章 結論與未來研究方向 58 6.1結論 58 6.2未來研究方向 60 參考文獻 61 附錄一 墨滴大小原始數據 66 附錄二 墨滴形狀穩定狀況原始圖片 69

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