應用拓樸最佳化於連桿機構積層製造之支撐結構設計研究

Translated title of the thesis: Studies on the Design of Support Structure by Topology Optimization for Additive Manufacturing for Bar Linkage
  • 洪 慈憶

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

隨著傳統製造技術成熟?久,積層製造(Additive Manufacturing,AM)的出現,被視為技術的新里程碑,突破過去大眾所熟知的加工方式與思維。積層製造透過材料層層堆疊的方式完成加工,不再像過去只侷限於產品外觀進行製作,積層製造技術讓產品內部結構也能夠完整呈現。由於積層製造的特色是逐層堆疊材料,加工過程中,必須使用支撐結構為鏤空與懸空部分提供支撐。但支撐件結構的生成,不僅增加製作的時間,也增加材料的使用,因此支撐件結構的設計是積層製造的一個重要課題。 目前商用軟體,所生成之支撐件結構外觀普遍為格狀、片狀或是樹枝狀。格狀與片狀的支撐結構較為穩固,樹枝狀則較容易拆除;但是在製作過程中,前者使用大量材料,後者因為結構不穩,容易導致失敗。 本文導入拓樸最佳化於支撐件結構設計,將建立好的支撐件模型與成品合併後,結合商用軟體之切層路徑,決定負載之分布位置。接著將目標設定為體積最小化,並應用四元樹方法判斷支撐件結構的可製造性,以確保支撐件可以完成製作。 最後,透過真實案例做方法驗證,分別將商用軟體與本研究所提出之方法進行比較,從結果得知,藉由拓樸結構優化之成品,可節省12 6%的製作時間與60%的材料,證實本文方法可達到支撐件輕量化與節省製作時間。
Date of Award2017 Jun 16
Original languageChinese
SupervisorRong-Shean Lee (Supervisor)

Cite this

'