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實驗室與設備
智慧製造碳中和研究室
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智慧製造碳中和研究室 TB102 戴子淳 05-2267125 Ext.71209

數位精密機械設計與製造是本系發展特色之一 ，課程內容 除了要訓練學員熟習 CAD/CAM/CAE 軟體之操作外 ，也要修習 模具設計、精密加工和逆向工程與快速成型等精密模具設計製造相關課程。逆向工程與快速成型課程是本系的特色課程，本系已於 95 年新成立快速成型特色實驗室。 快速原型 (Rapid Prototyping ， RP) 技術是一種機、電、光整合的應用技術，它已被用來快速製造精細複雜的三維物體。藉由自動化製造與層加工技術快速地製作產品原型，縮短產品開發時間，加速產品上市時程，以提昇競爭力。快速原型技術適合本校各系來共同發展，因此它非常適於作為跨科系整合之平台，也可以作為光機電研究所之研究主題。 本系所採購之 Objet Eden 260 高精度快速成型系統是目前世界上成型精度高且速度也很快之系統 ，可用於組裝測試及模具翻製，因此會受到廠商歡迎，增加產學合作之機會。 快速原型技術之教學與研究 正可以突顯本系 數位精密機械設計與製造及機電整合與自動化控制之特色 。

教學與研究目標

在剛跨入二十一的今日，產品有日趨少量多樣、且生命週期短之特性。因此如何爭取時效 , 、降低開發本，減低投資風險乃成為各企業經營管理的目標之一。為了達成此目標，許多企業開始導入同步工程（ Concurrent Engineering ）的技術來加速產品的開發流程，而快速原型（ Rapid Prototyping ）技術更是同步工程的關鍵技術。當設計者手握一個 RP 零件時，不論在零件外型修改、功能討論、組裝測試、機構干涉檢驗及生產流程規劃等工作皆可在設計初期輕易地實現。 RP 系統可製做出任意複雜的形狀或具有細微結構之原型，因此可完全擺脫切削加工之限制，對於工業設計及電腦輔助設計將引起重大的變革。

*建立快速成型技術以強化課程特色

快速成型（ Rapid Prototyping, RP ）技術是繼 CNC 加工技術後，另一項受到學界與產界重視的技術，它已被證實能有效地縮短產品設計改良及製造程序的程序時間 (Lead time) 。此一製造方式不同於傳統 CNC 工具機加工方式，在於 RP 製造是一層一層地將材料依加工形狀堆疊起來，以形成所需之產品。相反地，傳統的 CNC 加工方式，是把多餘的材料切削掉，以達到所需之產品尺寸。

RP 製造程序 ( 如圖 3 所示 ) ，可以把電腦輔助設計（ CAD ）中的 3D 零件曲面，簡化成為簡單 2-D 平面層，然後再依照平面層的幾何圖形，加入所需的材料。當設計者手握一 RP 零件時，不論在零件外型修改、功能討論機構干涉及生產流程規劃等工作皆可在設計初期輕易地實現。然而這些工作在傳統的 2-D 圖面上是很難達成的。因此快速成型機將取代傳統的印表機及繪圖機，不再列印 2-D 圖面，而直接製作 3-D 概念模型，對工業設計及電腦輔助設計將引起重大的變革。

快速成型技術是將 CAD 系統中 3D 物體模型切成許多薄片（ Slice ），這些薄片的截面構造資訊經軟體處理後，產生工作路徑，並將點座標及控制碼送入快速成型機中，將物體一層一層地堆疊出來。快速成型機可生產較 CNC 工具機更為複雜的零件，像是複雜的模具，渦輪葉片及機電零件等，而且不需使用任何刀具及夾治具，因此快速成型技術有極大的發展潛力。

*逆向工程與快速原型系統之整合

逆向工程 (Reverse Engineering) 與快速原型系統之整合可以加速產品設計及製造之流程。逆向工程是以 3D 雷射掃描儀或三次元量床 (CMM) 量測 自由曲面物體，再到逆向工程後處理軟體來修整點資料，並產生三角網格 STL 檔。這種 STL 檔案便可以直接製作快速原型。當然，逆向工程不僅可用於複製複雜的 3 D 物體，這些經 掃描後的點群資料，先經由逆向工程後處理軟體鋪上曲面後，再以 IGES 檔案格式輸出至其他的 CAD 軟體來對掃描曲面作設計變更 。

*符合本校改制科大與光機電整合之發展方向

快速原型 (Rapid Prototyping ， RP) 技術是一種 機、電、光整合 的應用技術，它已被用來快速製造精細複雜的三維物體。藉由自動化製造與層加工技術快速地製作產品原型，縮短產品開發時間，加速產品上市時程，以提昇競爭力。快速原型技術適合本校各系來共同發展， 例如 : 機械系可設計與開發 RP 之機構、電子與電機系可發展 RP 之電控系統、化工系可發展 RP 之成型材料、資管或資工系可開發 RP 之前處理、介面或電子商務軟體。因此快速原型系統非常適於作為 跨科系整合 之平台，也可以作為 光機電研究所 之研究主題。而精密快速原型系統，也可以開放讓有需要之科系來使用，如此以達 資源共享 之目的。

實驗室特色
  1. 配合實習設備之改善，教師在授課時，除理論之講解外，並可配合更新之現代化設備，進行實習教學，加強技職院校學生實務能力，提昇學習成效。
  2. 本計劃所採購之精密快速成型系統是四技與科大課程所急需充實之設備 ， 也可以作為光機電研究所之研究主題。同時本設備也可以開放讓有需要之科系來使用，如此以達資源共享之目的。
  3. 本計畫預採購之 Objet Eden 260 高精度快速成型系統是目前世界上成型精度高且速度也很快之系統 ，可用於組裝測試及模具翻製，因此應該會受到廠商歡迎，增加產學合作之機會。
  4. 結合本系 數位精密機械設計與製造 相關課程，以加強學生之職場競爭力。同時可利用工廠參觀 、 工廠實習 、舉辦研討會等方式 ，使學界與業界多進行技術與人才之交流。
  5. 精密快速成型系統可充實本系新成立之 逆向工程與快速原型實驗室之核心教學與實習設備，並可支援專題製作之需求。
  6. 設備建置完成後，將可辦理教學觀摩活動來展示成果，並與各界學者專家交換心得，使實習設備之功能能充分發揮。
  7. 配合職訓局或青輔會辦理相關之技術人才培訓課程，以訓練 數位精密機械設計與製造 人才，加強建教合作關係。

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