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SLA 雷射快速烧结成型系统方位参数之研究
SLA雷射快速燒結成型系統方位參數之研究
李冠宗、李宗保、古東正、羅朝乾、黃正豪
機械工程系
摘要 E z E −z D (1)
( ) 0 exp( / p )
本文之目的在於運用 3D-system 公司所開發的 式中E 0 :入射能量密度,Dp :穿透深度。雷射光能量
SLA雷射快速燒結成型機,研究物件方位設定對 RP 密度衰減為入射能量密度E的 1/e深度。
0
表面收斂範圍大小的影響,並以光固化成型原理,降 理論及實驗証明,當液態光敏樹脂接受的雷射能
低 RP原型的不良率,建立優質的產品。 量密度 (E)超過一定數值E c雷射能量( )後,才會產生固
化(cure)作用固( 化是液態和固態之間的臨界狀態) ,即
E(z) E
緒言 時、 zD ln(E /E 時、樹脂才會固化,此時)
c p 0 c
快速原型系統(rapid prototyping ,RP)是 80 年代後 樹脂之固化深度 Cd (cure depth) (參考圖二)為
期所發展出來的液態製程(liquid process)製造技術,目 Cd Dp ln(E0 / Ec ) (2)
前已經廣泛應用於家電、汽車、航太、船舶、珠寶、 式中E雷射能量與軸之截距影響膠化深度x (C ) ,此則
c d
工業設計、醫療等領域;且隨著 RP 技術的發展與進 (1) 斜率越小,雷射能量(E )越大,硬化能量越
c
步,其應用領域將不斷的拓展。 高,穿透深度 (Dp )越深。
SLA雷射快速燒結機是美國 3D-system 公司所發 (2) 僅在膠化深度 (Cd )大於固化層厚度時(參考圖
展出來的最成熟的 RP 系統,也是最早商業化(1998 年) 三) ,相鄰上下兩層之間才能有效黏結,否則
之快速原型系統系統,亦是全世界銷售最廣的快速原 將使工件各層間產生剝離,影響製作精度和外
型 系統。SLA(Stereo-Lithograph Apparatus) ,其在字面 觀。
的定義 :Stereo是指 3D 空間的處理,Lithograph是指 由於光固化成型中所使用的光敏樹脂,對不同波
光線在平面上繪製輪廓,總括定義為一種 3D 印刷技 長的光有不同的吸收率。因此,在選擇雷射光源時,
術或繪圖的過程 。因此 ,本文以SLA 製程來探討光固 應依據雷射 光的彈性效應,雷射光應與光敏樹脂的光
化成型原
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