1.何謂 RP?
快速成型 (Rapid Prototyping) 是 1990 年代才開始正式運用在產業上之技術。其原理是將電腦中的 3D CAD 檔案分割成數千甚至數萬個水平切面 (cross-section),將每個切面依序以特殊固化方法 (見表一) 塑出,再依序堆疊黏合,從而”堆”出完整的固體模型。
快速成型 (RP) 技術 |
技術面世時間 |
原料 |
技術原理 |
立體印刷法 SLA
(Stereolithography) |
1987 |
光敏樹脂聚合物 |
利用紫外光雷射 (UV laser) 照射光敏樹脂液體原料,使切面層固化後再層層累加。 |
熔融沉積法 FDM
(Fused Deposition Modeling) |
1992 |
熱塑性材料如 ABS、PPSF |
以高溫加熱噴頭將原料融化後噴出,原料凝結後再繼續噴上另一層原料。 |
雷射燒結法 SLS
(Selective Laser Sintering) |
1992 |
塑膠/金屬/陶瓷/玻璃粉末 |
以高能量雷射將各切面層之原料粉末融結,再依序堆疊。 |
層疊實體製造法 LOM
(Laminated Object Manufacturing) |
1990 |
紙片 |
每切面層原料即為塗布上黏著劑之紙片,依序以雷射切割出外型後層層黏合。 |
Z Corp 3D 列印技術
(3D Printing) ★唯一彩色技術! |
1997 |
石膏類專利粉末 |
以彩色墨水與膠水印出切面層,再層層黏合,最後以硬化劑處理。 |
表一 常見快速成型 (RP) 技術
2.RP 和其他傳統成型技術有何不同? 優勢為何?
由表一可看出,RP 雖然依應用領域不同,而使用不同原理,但其成型邏輯皆是相同,以層層堆疊製出物體,而不同於傳統的切削成型 (如:車、削、刨、磨)、接合成型(如:焊接) 或壓迫成型 (如:鑄、鍛、粉末冶金) 等加工方法。為了說明此技術之特點,茲舉快速成型 (Rapid Prototyping) 與傳統刀模 (CNC,computer numerical controlled) 和開鑄模具 (Injection molding) 的比較如表二:
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RP 快速成型 |
CNC 刀模 |
開模製作 |
製作外型 |
無限制。
成品甚至可作為模具使用。 |
只能製作平整外型之物體。因為是以刀具從外部雕刻,無法處理倒勾、內部簍空的物件 |
只能製作平整外型之物體。 |
製作方式 |
層層堆疊,一體成形 |
外部切削 |
以上下之公、母模具間灌注塑料或金屬融液冷卻取得成品。 |
製作時間 |
短
(一般物體數小時內) |
長
(一般物體需十數小時) |
長
(必需先製作模具) |
成本單價 |
低 |
高 |
大量生產單價便宜,但開模具相當昂貴(數百至數千萬台幣) |
材質 |
不一,視機型而定 |
木材或金屬 |
塑膠或金屬 |
成品硬度 |
視材質與硬化劑而定,
亦可製作軟性成品 |
高 |
高 |
顏色 |
已可全彩列印
(Z corp. 獨家技術) |
無 |
無 |
表二 RP 快速成型 與 CNC 刀模、開模製作物體的比較。
由表二可看出,RP 技術相較傳統 CNC 及開模,在小量生產時有極大優勢,不僅速度快上許多 (是故又稱快速成型),成本較低,且 RP 已經可以製作全彩模型,是後二者無法做到的。(全彩色列印 Inkjet-printing 的技術是 Z corp. 公司的獨家專利)
3.本公司使用的 ZCorp 機型和其他 RP 技術有何不同? 優勢為何?
早期 RP 有三大缺點:
一是成品不夠堅固,需要加上所謂支持材料 (supporting material) 才不致崩垮;
二是成品沒有顏色,需要事後著色,耗費時間成本;
三是成型速度不夠快。
隨著技術的進步,現今以 Z Corp 公司的全彩 3D Printing 機型搭配適當的硬化劑,已不需支持材料,可製造強固之成品,甚至可以作為機構本身之零件使用。而在 Z corp 公司全彩列印技術下,RP 的成品可在製作完成時,就擁有與電腦 3D 檔案完全一致的色彩。ZCorp 的機型並擁有全世界最快的成型速度,約為其他 RP 技術的 5-10 倍之多。
在 3D Printing 技術已趨成熟的此時,許多設計製造業已開始利用此一技術進行開模前的打樣 (與成品近100%相同,包括顏色),檢視設計成果、減少開模風險。我們使用的機型不但比其他快速成型技術快速 5 倍以上、耗材成本為世界最低、並為世界唯一彩色技術!可完整重現您的設計。
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