應用仿生設計於改良積層製造支撐結構之研究

Translated title of the thesis: Studies on Improving Support Structures for Additive Manufacturing by Applying Biomimetic Design
  • 余 靜

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

積層製造(Additive Manufacturing AM)是近年來革命性的製造技術,透過材料層層堆疊的方式進行加工,是為加法式製造技術,不僅能處理具有複雜外形的模型,也可完整製作模型的內部結構,突破了以往傳統製造的限制。積層製造雖然帶來了更多設計可能性,卻也衍生出新的問題。當模型進行製作時,若模型特徵超過製程成形極限,便需額外增加支撐件來輔助列印,因此積層製造技術多了一項支撐件的製作成本,不僅增加製作時間,也增加材料的使用,於是優化的支撐結構設計便成為一項重要課題。 目前市面上已有商用軟體可為積層製造模型生成支撐件,一般常見的支撐結構有格狀、片狀以及樹枝狀。其中格狀與片狀的支撐結構雖然較為穩固,但使用了大量材料,不僅增加材料的消耗也導致後處理的時間拉長;而樹枝狀的支撐結構則相對減少了材料的使用,但卻容易因為支撐效果不佳而導致成品品質下降。 本研究觀察榕樹支柱根之結構,效仿支柱根之生長策略並使用其拓樸的形態,提出一個創新的支撐結構仿生設計法則。目標為改良現有的支撐結構設計,減少支撐件材料的使用與縮短列印時間,同時保有支撐件的支撐效果,並且確保其易拆除性,拆除後不損壞模型本體。 最後透過案例實作進行驗證,並與商用軟體進行結果比較,得到列印時間與材料使用皆有約10 %以上之改善,並且列印穩定性高、支撐效果佳,證實本研究所提出的支撐結構仿生設計方法確實改良了現有的設計。
Date of Award2019
Original languageChinese
SupervisorRong-Shean Lee (Supervisor)

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應用仿生設計於改良積層製造支撐結構之研究
靜, 余. (Author). 2019

Student thesis: Master's Thesis