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聚合物3D列印與3D影印技術

為了解決射出 模具 組成的問題，作者楊衛民 這樣論述：

　　3D列印，一開始叫「快速成型技術」，誕生於一九八〇年代後期，是基於材料堆積法的一種高科技製造技術，多學科、跨領域知識的普及，使得快速成型技術飛速發展。 　　借鑒這樣一個成功的範例，本書在模塑成型的基礎上提出了「3D影印」的概念：基於目標產品的虛擬設計或三維掃描建模、模具結構智慧規劃三維列印、智慧化射出模塑成型集成創新，「3D影印」可望成為現代製造業智慧化發展的新趨勢。 　　本書類比介紹了聚合物3D列印與3D影印兩種技術，並詳細闡述了聚合物3D影印技術的核心原理及工藝，聚合物3D影印機的組成、基本參數、結構設計聚合物3D影印製品的精確度控制方法、缺陷的產生機制及解決辦

法，以及產業發展趨勢，可供從事聚合物加工的工程技術人員、研發人員和相關系所師生參考。 本書特色 　　1.【原創與國際化】：以網路化、智慧化技術為核心，反映了全球最新的一些技術成果，為研究提供新方向、拓展新思路。 　　2.【聚焦前景趨勢】：在介紹相應專業領域的新技術、新理論和新方法的同時，優先介紹有應用前景的新技術及其推廣應用的範例。 　　3.【多位專家執筆】：以國際控制工程專家孫優賢院士為首，吳澄、王天然、鄭南寧等多位業內專家參與策劃，具有高學術水準與編寫品質。 　　4.【兼顧傳統創新】：本書在篇章結構上兼顧學術參考和工業應用兩方面的需要，系統地反映了聚合物3D列印及3D影印技術的內

容和應用。  

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3D零件及射出成型模具之同步化設計變更

為了解決射出 模具 組成的問題，作者魏嘉成 這樣論述：

傳統射出成型模具的設計在進行圖面繪製時，不會特別留意圖面繪製的方式，因此對部分圖面執行設計變更後，則其餘圖面會因缺少關聯設計而無法及時修正，使得模具在設計變更時，需花費非常多的人力與時間進行圖面的修改與核對。為克服此問題，本論文嘗試建立一套於Creo 3D CAD環境下之作業流程，可望透過射出成型模具的設計，驗證該流程之設計變更能力，使所完成的模具擁有靈活且穩健之設計變更能力，當設計者對任何零件或模座進行設計變更時，所有相關的圖面及檔案都會自動進行修正，以維持所有零件之間正確的配合，達成同步化設計變更的目標。本論文以下列數種方式建立特徵間的幾何關聯：(1) 建立某特徵時，利用其他特徵的輪廓線

進行圖面尺寸的標註及設定限制條件、(2) 以其他特徵的輪廓線或曲面為參考來建立特徵、(3) 使用參數關係式將特徵中的數值傳遞給其他特徵、(4) 使用族表建立大量衍生零件，並透過替換零件的方式進行設計變更。雖然上述皆為Creo所提供的基本功能，但針對不同類型的零件與模具，其應用技巧就有其特殊性及細膩性，因此本論文使用兩組不同類型的零件及其模具進行關聯設計，分別為以端子與塑件所組成的金屬埋入射出（2D幾何）以及鏡框的塑膠射出（3D曲面），首先透過參數關係式的建立來改變端子、塑件、鏡片、模板及注道導套之外形尺寸，並通過修改參考特徵的輪廓線或曲面同步改變鏡框弧度、鏡框外形以及滑塊的位置，最終以零件特徵

間的幾何關聯進行模具中與其相對應部件的控制，完成零件與其模具的同步化設計變更。本論文除了詳述如何建立特徵的幾何關聯，也講述如何透過幾何關聯進行模具的設計，最終以2D幾何與3D曲面案例驗證所提設計變更作業流程之實用性。

聚合物3D列印與3D影印技術

為了解決射出 模具 組成的問題，作者楊衛民 這樣論述：

　　3D列印，一開始叫「快速成型技術」，誕生於一九八〇年代後期，是基於材料堆積法的一種高科技製造技術，多學科、跨領域知識的普及，使得快速成型技術飛速發展。   　　借鑒這樣一個成功的範例，本書在模塑成型的基礎上提出了「3D影印」的概念：基於目標產品的虛擬設計或三維掃描建模、模具結構智慧規劃三維列印、智慧化射出模塑成型集成創新，「3D影印」可望成為現代製造業智慧化發展的新趨勢。   　　本書類比介紹了聚合物3D列印與3D影印兩種技術，並詳細闡述了聚合物3D影印技術的核心原理及工藝，聚合物3D影印機的組成、基本參數、結構設計聚合物3D影印製品的精確度控制方法、缺陷的產生機制及解決辦法，以及產業發展

趨勢，可供從事聚合物加工的工程技術人員、研發人員和相關系所師生參考。   本書特色   　　1.【原創與國際化】：以網路化、智慧化技術為核心，反映了全球最新的一些技術成果，為研究提供新方向、拓展新思路。   　　2.【聚焦前景趨勢】：在介紹相應專業領域的新技術、新理論和新方法的同時，優先介紹有應用前景的新技術及其推廣應用的範例。    　　3.【多位專家執筆】：以國際控制工程專家孫優賢院士為首，吳澄、王天然、鄭南寧等多位業內專家參與策劃，具有高學術水準與編寫品質。   　　4.【兼顧傳統創新】：本書在篇章結構上兼顧學術參考和工業應用兩方面的需要，系統地反映了聚合物3D列印及3D影印技術的內容和

應用。 作者簡介   楊衛民   　　博士生導師，長期從事高分子材料加工成型與先進製造方面的研究，發明了高分子材料PVT特性線上測試方法及裝置、塑膠精密注射成型裝備、高分子材料單位轉子擾流強化傳熱技術及裝置等，並開闢了高分子製品微奈製造的新途徑、提出聚合物加工領域的微積分思維，並據此發明了一系列微奈製造新方法和新設備，成功應用，如熔體微分注射成型、熔體微分靜電紡絲、熔體微積分納奈疊層、熔體微積分3D列印等。申請發明專利300餘項，已授權193項、美國專利2項、PCT國際專利6項、發表論文260餘篇、被EI收錄60餘篇、SCI收錄40餘篇、著作9本、譯著3本。 第1章 緒論 1.1 3D列印

概論 1.1.1 3D列印的工作原理 1.1.2 3D列印發展歷程 1.1.3 3D列印在聚合物加工成型中的應用 1.2 3D影印概論 1.2.1 3D影印的工作原理 1.2.2 3D影印的意義 1.3 3D列印與3D影印的區別 參考文獻 第2章 聚合物3D列印與3D影印工藝 2.1 資料擷取 2.2 資料處理 2.2.1 三維建模軟體 2.2.2 數值分析軟體 2.2.3 點雲端處理軟體 2.2.4 3D列印切片軟體 2.3 原料製備與塑化 2.4 模具設計與製造 2.5 「樣本複製」──列印和影印 2.5.1 聚合物3D列印工藝──FDM 2.5.2 聚合物3D影印工藝──射出成型 參考

文獻 第3章 聚合物3D列印機 3.1 聚合物3D列印常用技術 3.2 聚合物直接熔融3D列印設備 3.2.1 自由成型機 3.2.2 熔體微分3D列印機 3.2.3 熔體微分3D列印理論分析 3.2.4 熔體微分3D列印裝置的設計 3.2.5 工業級熔體微分3D列印機 參考文獻 第4章 聚合物3D影印機 4.1 概述 4.2 3D影印機的組成及分類 4.2.1 3D影印機的組成 4.2.2 3D影印機的分類 4.3 3D影印機的工作原理 4.3.1 塑化 4.3.2 充模與成型 4.4 3D影印機的基本參數 4.4.1 射出裝置主要參數 4.4.2 合模裝置主要參數 4.5 3D影印機結

構設計 4.5.1 射出裝置 4.5.2 合模裝置 4.5.3 驅動與安全裝置 4.6 3D影印機過程控制 4.6.1 製品精確度控制核心原理 4.6.2 製品精確度過程控制方法 4.7 精密3D影印機 參考文獻 第5章 聚合物3D影印用材料及缺陷分析 5.1 3D影印材料 5.1.1 3D影印材料分類 5.1.2 材料的熔體特點 5.1.3 材料的加工特性 5.1.4 材料的微觀特性 5.2 模具模穴可視化 5.3 3D影印缺陷產生機制及解決辦法 5.3.1 製品的常見缺陷 5.3.2 典型缺陷產生機制 5.3.3 3D影印製品缺陷產生原因及解決方案 參考文獻 第6章 聚合物3D影印技術

的未來 6.1 模具智慧製造 6.1.1 3D列印模具 6.1.2 響應式模具 6.2 3D印製技術 6.3 智慧物聯時代 參考文獻 索引 前言   　　3D列印技術最開始被叫做快速成型技術，誕生於一九八〇年代後期，是基於材料堆積法的一種高科技製造技術。「3D列印」的概念被提出後，使得人們重新認識快速成型技術。多學科跨領域知識的普及，也使得快速成型技術得到飛速發展。借鑒這樣一個成功的範例，我們在模塑成型的基礎上提出了「3D影印」的概念。基於目標產品的虛擬設計或三維掃描建模、模具結構智慧規劃三維列印、智慧化射出模塑成型集成創新發展起來的「3D影印」技術可望成為現代製造業智慧化發展的新趨勢，有

著廣闊的應用前景。   　　3D影印技術最早可追溯到青銅器時代，甚至比二維紙本印刷出現得還要早。早在3000多年前，人類就開始使用模具製造青銅立人、四羊方尊、後母戊鼎等大型青銅作品。北宋時畢昇發明活字印刷術，雕版印刷「泥活字」，先製成單字的陽文反體字模，然後按照稿件把單字挑選出來，排列在字盤內，塗墨印刷，印完後再將字模拆出，留待下次排印時再次使用。進入20世紀以來，隨著製造業和經濟水準的飛速發展，模塑成型以其成型效率高、產品品質好等優勢成為製造業最重要的加工方法之一。   　　本書圍繞聚合物3D列印與3D影印智慧製造技術的主題，通過對3D列印和3D影印的類比介紹，集成聚合物精密射出模塑成型和熔

體微分3D列印技術應用基礎研究成果，結合智慧製造的重大需求和背景知識，創新提出並初步探索3D列印/影印   　　智慧製造的核心原理和技術路線，探討了3個關鍵環節的科學技術問題和解決方案。全書共6章：第1章主要介紹3D列印與3D影印的概念、意義和核心原理等基礎知識；第2章主要介紹聚合物3D列印與3D影印工藝；第3章和第4章分別介紹幾種典型的聚合物3D列印機和3D影印機；第5章對聚合物3D影印用材料及其製品缺陷產生機制和解決辦法進行了闡述；第6章對聚合物3D影印技術的未來進行了展望和暢想，重點介紹了幾種切實可行的發展方向。   　　本書內容參閱了國際公開發表的研究論文和技術資料，其中也包括筆者和同

事們近年來在該研究領域所取得的一些研究成果，目的是幫助廣大讀者比較系統全面地瞭解該領域的理論發展與技術進步，並且以影印的觀念重新認識模塑成型技術，希望能夠推動聚合物模塑成型技術的快速發展。對本書原創成果有重要貢獻的團隊老師有楊衛民、關昌峰、張有忱、謝鵬程、焦志偉、丁玉梅、閻華、何雪濤、安瑛、譚晶等，直接以本書內容為研究課題的博士研究生有鑒冉冉、遲百宏、王建、張攀攀等，碩士研究生有解利楊、劉豐豐、劉曉軍、嚴志雲、杜彬、李月林等。此外參與本書整理工作的學生還有胡力、張玉麗等。   　　筆者在本書著述過程中反覆斟酌，數易其稿，系統深入介紹聚合物3D列印與3D影印創新知識，特別注意了兼顧學術參考和工業

應用兩方面的需要，但是因水準所限，書中不足之處在所難免，還請讀者批評指正。   楊衛民

研究穩定抗生物分子沾黏材料之分子結構設計、改質程序建構及生物醫學應用

為了解決射出 模具 組成的問題，作者唐碩禧 這樣論述：

　　自二戰時期到現在，生物惰性材料已發展超過80個年頭，科學家們已了解到利用氫鍵受體或是雙離子結構，可產生厚實的水合層來屏蔽生物分子。然而，進行生物惰性的改質時，由於表面自由能與粗糙度的影響，會讓改質劑難以良好地附著在材料表面上，並在乾燥過程中產生皺縮甚至龜裂的現象。此外，目前的化學接枝方式不但程序繁瑣又耗時，使用藥劑又對環境不友善。而更令人煩惱的是，目前絕大多數的改質劑都是使用具有酯類或是醯胺類官能基的壓克力材料，對於長時間在生物環境中使用會有水解的疑慮，進而導致使用壽命減少的風險產生。　　因此，本論文將分別著重在－改質物的附著性提升、快速化學接枝、抗水解之生物惰性結構設計等三部份進行探討

。以期望未來的生醫材料之設計與生產，能夠朝向穩定而快速的改質以及耐用來發展。　　本論文第一部份使用常壓空氣電漿進行5分鐘的表面活化，使表面氧元素增加24倍，並大幅降低改質物PS-co-PEGMA的聚集現象。而超音波微粒噴塗技術不但可精確控制改質密度達0.01 mg/cm2，且當達到0.3 mg/cm2時，表面即被改質物完整覆蓋。以此技術進行生化檢測盤改質，可提升8倍的檢測靈敏度，使試劑即便稀釋128倍，仍具有高度辨識性。　　本論文第二部份使用親水性雙離子環氧樹脂Poly(GMA-co-SBMA)搭配UV光固化技術，可使每平方公尺的PET不織布纖維薄膜僅需11.5 g的高分子，並照光不到30分鐘

，即可降低近8成的血液貼附及9成的細胞貼附。未來對於PU及PEEK的改質，或是應用在微流道及微型晶片實驗室之領域，這種一步驟快速化學接枝的清潔製程，具有相當大的應用潛力。　　本論文第三部份使用非壓克力型雙離子高分子zP(S-co-4VP)，對材料進行快速的自組裝塗佈改質。不但可降低98%的細菌與血液貼附量，且經過高溫濕式滅菌後的細菌貼附量僅上升74%，而壓克力型雙離子高分子P(S-co-SBMA)卻增加192%。這對於未來在發酵產業、反覆滅菌、長時間使用等需求來說，具有相當大的應用潛力。