2013年6月30日 星期日

3D建模心得--陳昱瑋

美國總統歐巴馬點名市場最夯的3D列印技術,並喻為第三次的工業革命,鴻海董事長郭台銘持相反的看法,並語出驚人的說:「 如果真的是,那我的『郭』字倒過來寫。」
郭台銘表示,3D列印絕不等於第三次工業革命,只是噱頭而已。3D列印技術發展很久了,鴻海30年前就在用3D列印技術,不看好的原因是,此項技術無法大量生產用在商業用途,不具有商業價值。他以電話為例,3D列印可以製造出,但只能看,不能用。因此,3D列印商品不能加上電子的元件在內,無法成為電子產品量產。
但據外電報導,Panasonic已和日本工具機廠松浦機械製作所等廠商,共同研發「金屬積層造形機」3D印表機產品,初期以縮短「模具」製作時間為主。
在日本家電大廠搶進下,3D列印技術再度引發市場高度興趣,年初美國總統歐巴馬就對3D列印技術大加讚賞,「經濟學人」雜誌也將3D列印技術喻為第三次的工業革命技術,再加上大陸工信部表態將推動3D列印產業化,中、美、日熱炒3D題材

或許在電子產品上還沒有更多的技術支持,但在醫療和3D技術的結合上已經有了非常大的革命。http://gixiabb.blogspot.tw/2013/06/3dprinting-medical.html:












假牙的救星可同時製造200顆,金屬材料的高端印表機,利用雷射燒結金屬粉末的方式,正在「列印」一盤牙齒。
傳統一個技師一次只能加工一顆假牙,時間可能是三小時,3D印表機雖耗時十小時,但最多可同時製作兩百顆牙齒,這就是競爭力所在,且為客製化量產更增加了他的優點











機械手掌: 斷掌重建
對於失去四肢的人,義肢重建了許多人的生活,但在建造的過程十分緩慢且耗時。有了3D影印的幫忙,可以簡化所有醫療流程,當其他人也有相同需求時這一切都變的容易了。




學習心得--吳祐德

3D printing
3D製模技術早在1980年代起步,經過技術不斷的革新改進,直到1995才由麻省理工學院創造「3D列印」這一新名詞,二十一世紀近幾年才逐漸引取舉世注目,甚至成為影響未來科技走向的最大因子之一;相信再過幾十年甚至更短的時間內,世人將會記住Chuck Hull(3D printing發明者)的名字就如同世人記住愛迪生為全人類所做出的貢獻一樣。
3D列印機為輸出端,負責立體呈現,需要接收指令以及完整的資訊,才能精確做出符合期待的模型。因此,認識3D製圖的重要性成為接觸3D列印的最佳路徑。從課堂上學習過的BlenderAuto CAD,或容易上手的Wings 3DSketchUp
(SketchUp有許多線上分享模型可使用且Google計畫以SketchUp建構全世界地圖To map the world in 3D),到進階的3ds MAXMaya等等,自3D動畫電影延燒至今,各式軟體與可能性不斷擴大,相對的3D製圖人才需求也提升,質與量,我們不只要懂,還要精通,更要成功帶領潮流。
        3D列印應用層面不只提供簡易製作模型的管道、滿足產出具高經濟價值商品、增加多元性與個人化服務;改變原料由塑膠、金屬、陶瓷粉末,置換為可合成或可大量取得的不同蛋白質構造,藉由3D列印技術製造食品,可以有效減少作物生長所消耗的自然與人力成本,並能夠依個人喜好做口感調整、甚至將此技術推廣至糧食短缺國家,只要合成原本不可利用的原料就能滿足需求,進一步減輕糧食壓力。同樣的,若能以細胞為原料,人造肉品、人造器官將不再是遙不可及的夢。

        可想見未來由科技取代人力的項目將越來越多,雖然手工製品仍具有一定價值,但不可否認未來消費者對精緻化的要求將不斷提升,不能及時應對固守舊有知識的人勢必將被取代。網路資訊公開化也促使各項資源不斷翻新,時時提升自我實力才是應變之道,唯有堅持到底的學習模式才有成功的機會。

學習心得--黃煒凱

 在上這學期的工程圖學以前,我對於3D方面的知識幾乎可以說是零,也沒有想過自己會跟這個領域有所關聯。經過楊老師跟學長姐的介紹,漸漸的吸收3D建模的資訊,還被稱為第三次的工業革命,其重要甚至不亞於前兩次。它不像傳統刻印章的方式來刻出成品,而是一層一層慢慢加到作品上面,能有效的利用原料,不會造成材料的浪費。
        有了3D建模,科幻電影裡複製人的情節將不再只是電影,有了這項技術,人們可以更自由更簡單的在家進行個人化的工廠。再加上現在微軟將要推出的windows 8.1支援3D列印,如果一切都如這般發展的話,未來的我們便可以在家中用著我們的個人電腦,連接到3D printer來製造我們想製造的東西,這樣一來便能使得這些以前要在工廠才能完成的東西,在家中的房間完成,達到"房間即工廠"的情景。

        我個人對這方面的發展還滿有信心的,畢竟這項技術幾乎在所有領域皆有一定的影響,有了這項技術,未來的發展將十分迅速。不過這項技術還有一些還需要改善的地方,如:列印速度較慢﹑無法兼具品質跟速度等,不過換句話說,只要克服這些問題,再將生產價格壓低,這項技術的未來將無可限量

學習心得--田惠元

現今的繪圖技術已經朝向三維空間的立體圖形,我想要跟上3D的腳步,學習3D的繪圖技術,3D印表機與傳統的去除材料加工技術相比,具有速度快,生產成本降低,應用範圍廣泛等優點。而現在有一些公司正在努力開發家用3D印表機,讓一般家庭負擔的起,我希望我能夠學習3D印表機的原理與技術,讓我在家裡也可以使用3D印表機,印製出我想要的3D模型。
3D列印技術起源於美國,這是一種能夠快速成形的技術利用微積分來計算出精密的面積與體積,再透過多層列印的方式構造出零元件。

3D列印基本程序



















1.設計所需零件的電腦三維模型(數字模型、CAD模型等)

2.完成電腦3D建模操作後,將列印指令發送到3D印表機上,進行檔案轉換,再結合切層軟體,確定擺放方位和切層路徑,進行切層工作和相關支撐材料的建構。

3.透過噴頭將固態的線形成型材料進行加工,形成半熔融狀態後再擠出,並一層一層由下往上堆疊在支撐材料上,最後硬化烘乾處理。


暑假3D建模學習課程課前心得--吳信賢

隨著3D printing的問世,世界正面臨著第3次工業革命,因為它挑戰的不只是傳統工業的生產方式、市場的遊戲規則,更是大家既定的舊思維、舊觀念。

何謂3D printing
3D printing技術是起源於快速成型(Rapid Prototyping,簡稱RP)技術,指的是一種可以在幾個小時之內,使用CAD等輔助軟體或是電腦動畫建模軟體設計出的3D模型圖,然後將3D模型圖處理成一層層的平面截面,最後使用印表機進行逐層列印的動作,直接製出對應11模型尺寸大小的新技術。快速成型技術能夠任意製作出複雜形狀亦或是結構細微的模型,捨棄傳統使用切削加工的種種限制,並且免除以手工製作模型容易失真的狀況,更重要的是,再也無需高價的模具製作費用。3

目前較為常見的3D printing有五種工法,簡介如下:
1. SLA
立體印刷法(Stereo lithography AppearanceSLA)技術是以光敏樹脂為原料,採用電腦控制下的UV Laser以預定原型各分層截面的輪廓為軌跡逐點進行掃描,讓被掃描區的樹脂薄層產生光聚合反應後固化,並形成薄層截面,當一層固化後,工作台將往上或往下移,在固化光敏樹脂表面形成新的液態樹脂,接著再進型新一層的掃描與固化。SLA技術成形速度較快,且精度較高,但樹脂固化過程中產生收縮,往往會產生變形的問題。
2. SLS
雷射燒結成形(Selective Laser SinteringSLS)技術原理為,按照電腦所輸出的原型分層輪廓,採用雷射光束在指定的路徑上有選擇地掃描,並熔融工作台上既薄又均勻鋪層的材料粉末,經過一層掃描後,再向上(下)移動工作平台,控制完成新一層的燒結(燒結是把粉狀物料轉變為緻密體的製程技術)。SLS技術與SLA技術有許多的相似點。
3. LOM
層疊實體製造法(Laminated Object ModelingLOM)是將單面塗有熱溶膠的箔材(由紙、陶瓷箔、金屬箔等材料所組成)透過熱輥加熱相黏結,而位在上方的雷射器會遵循CAD分層模型所獲得的資料,使用雷射束將箔材切割成所製零件的內外輪廓,然後新的一層箔材再疊加在上面,透過熱壓裝置與下面已切割層黏結,雷射束再次切割,在每一層進行切割與黏結的過程,直至整個零件模型製作完成。
4.FDM
目前運用熔融沉積法(Fused Deposition ModelingFDM)列印技術的3D印表機大都使用ABS作為列印材料(亦有使用PLA材料)。在強度、耐熱程度方面皆可達到傳統ABS射出成型品80%的品質,讓ABS成為目前使用最為廣泛的列印材料。熔融沉積法材料是以線狀線軸供給,當線狀經過高溫加熱的送料頭便會熔化,接著從噴出口成為薄型的帶狀物,當溫度低於固化溫度時就會開始固化,經過層層堆疊形成最終的實體成品。
5. 3DP
三維粉末黏結(Three Dimensional Printing and Gluing3DP)技術是由美國麻省理工學院所開發,使用的材料為粉末(例如:陶瓷、金屬、塑料粉末),該列印技術的原理是,先鋪上一層粉末,接著使用噴嘴將專屬膠水噴灑在需要成型的區域,以便讓材料粉末與膠水黏結,形成一層層平面截面,反覆上述動作(鋪粉與噴膠)層層堆疊,最後列印出實體模型。該列印技術除了擁有快速列印的優點之外,亦能以全彩的形式呈現,以及無需支撐結構,優於其他3D列印技術。


心得與總結:
目前3D印表機的售價還沒量產到能夠讓一般家庭普遍接受購買的階段,能選用的材料也有限,加上目前多數的3D印表機只接受單一材料,這些都是3D印表機邁向更大市場的挑戰所在。不過,隨著技術不斷演進與創新,3D printing對於製造及設計產業的影響將是無庸置疑的。
在醫學的領域上,精密儀器的量產是3D printing的首要目標,現在有許多精密儀器造價都極為高昂,3D printing將能帶來成本的縮減。然而另一塊發展則是人體結構、組織、器官的列印,以牙醫來說利用3D printing製作假牙或許可以降低假牙成本,對於骨折或者骨骼結構不完整的病患也可以利用3D printing列印人造骨骼來使用,甚至對於眾多等待著器官捐贈者更是一大福音。不過這將挑戰人們傳統的道德觀念,未來也有可能利用3D printing取代細胞繁殖來複製人。
然而以我們土木人來說,設計3D printing的相關機械大概是跟我們無緣,然而我們大概是最需要、也是最接近設計建模的一群人。未來可能各個工程單位不必由各家工廠運送建設房屋的各種建材,而是隨車攜帶3D印表機以及各種列印材料來完成工程建案。甚至,可以與現在也正在發展的人工智慧機器人結合,達到完全自動化的境界,從而取代人力成本。
    或許3D printing將來會為生活帶來極多便利,不過相信這種第3次工業革命將會使大量的人口失業,需要建立各種配套措施,如何在享受這項科技並且兼顧各層面,將是人們未來最重要的課題。
    這個年代,是一個創意至上的年代,年輕人只要能夠發揮創意、努力打拼,都有機會發展得比老一輩的人們更好。未來的智慧財產將會導向3D printing的模組,能夠賣錢的將是別人沒有或者功能最棒的模組,如何建模正是我在這堂課中最想學到的東西
    就我個人的期許,我認為3D printing還有許多延伸,其中我最期待的是物體的空間傳送。許多科幻電影、動畫、甚至是大家的童年哆啦A,都曾經提過遠距離傳送,我相信3D printing將會是最接近物體的空間傳送這樣技術的基礎,藉由掃描物體並且分解,最後在遠處的3D printing再把物體列印出來的3步驟掃描、分解、再構築,即可傳送物體至遠處,進而節省物體運送成本以及時間。


學習心得--黃靖傑

 上次上課看老師放的3D Printing感覺這是一個很有潛力的技術,在很多領域應該都能有很好的應用,最近看到有人用這個技術印出了人的心臟,雖然還不能拿來用在人的身上,但是卻能拿來讓學生們做技術上的實習,確保以後真正要進行手術時的成功率,而相信不只是醫學,3DPrinting也能在其他更多的領域能有成功的發展,與這相關的技術,我想學了一定是有好處而沒有壞處的。

學習心得--林春霖

3D列印是積層製造(additive manufacturing)的一支。先將3D軟體模型轉化為2D切層,逐層將材料堆疊到要成型的區域,不斷重複直到成型。早期多為塑膠材料,目前已發展到金屬、陶瓷、透明玻璃材料,應用在有孔道的零件最有優勢。目前還有速度慢、品質不穩定、不易製造複雜零件、尺寸精度、表面細緻度不佳的限制,等待突破。
高端3D印表機,能用電子束熔煉製、雷射切割做金屬產品,如機器人義肢手臂。印表機售價百萬美元。低端3D印表機,用塑膠列印玩具、裝飾品。
心得:

之前就略有聽過3D列印相關的新聞或者技術,但是直到最近才仔細的去研究它是怎麼列印,怎麼去利用電腦上的軟體去建立模型,進而去分隔成各層,再一層一層的印下來,最後再黏合,而有些光滑面的部分則是使用了打磨的技術去使表面更彎曲更光滑。這不僅顛覆了一般2D的列印技術,更可能是所謂的新一代的工業革命,會大大的減少了人力成本的付出,也減少了時間成本,相較於傳統,對於一些需要大量模型的行業來說是一個非常需要的技術,比如航太工程、土木工程、甚至可能也會影響到教職,可以利用自己製作的模型融入課程裡,方便了學生的理解。雖然有些人不太看好這項技術,認為這沒有電子的組件在裡面,只能看不能用,但是我認為這項技術還有再發展的空間,如果能利用影印去大量的製造,再搭配機器去嵌入零組件等等的,不失為一個想法去達到省時多量的目標,我覺得這個技術是非常重要的也是現在的我們需要去投入去了解的技術。

學習心得--詹智堯

學習心得---詹智堯                                 
美國太空總署(NASA)已跟Made In Space公司簽約,攜手打造第一部「微重力」環境下的3D印表機


因金屬模具的精密度非常重要,所以需要非常熟練的製造技術及最少1個月的工作天才能打造出來。而過去為了製造新的模具,每年至少要花費日幣數百億元,可說耗時又高成本。然而,Panasonic此次嘗試以3D列印打造金屬模具的作法,不僅將製造金屬模具的工期縮短至2週,同時也節省許多成本,大大增加了生產效率。

來自紐約的新創公司MakerBot2009年成立,以製造消費者專用的桌上型3D列印設備聞名,最新傳出以色列3D列印製造商Stratasys4.03億美元的股票收購MakerBot,兩者結合可望加速3D列印消費市場的成長。兩家業者在此併購案達成另一額外協議,若是往後的業績達到預設標準,將可在2014年底追加2.01億美元的股票。


相較於尺寸較大、費用也高(一尊約台幣四萬元)的新娘人偶,以下這個由Sony Music Communications販售3D列印人偶價格稍微親民一點。只要先到攝影棚接受3D掃描(約需要花費30分鐘的時間),兩個月後就可以拿到一個和自己長得一模一樣的彩色人偶。而除了15公分、20公分、30公分這三種尺寸之外,也可以訂製和自己同樣高度的人偶。


Bitcoin3D列印都有能力至國家法律於度外,把力量還給個人。根據富比士報導,紐約參議員舒默(Charles Schumer)呼籲,立法禁止3D列印槍枝,否則「恐怖分子、有精神疾病者或家暴施暴者都可以在車庫開兵工廠了。」
對此,威爾森則認為先進的科技「將賦予每個人創造自我主權領土的權力,當政府被邊緣化時就能創建社會新秩序」。無疑地,這是無政府主義者的夢想,同時也是政府官員的噩夢。
值得注意的是,比特幣也未受任何公司或中央銀行管控,在雙方同意的前提下,就能透過各種合法或非法形式當作匿名等價虛擬交換的貨幣。

心得:
一開始知道3D列印,這實在有點像電影情節,感覺不是真的,查了一些資料,我才發現這原來已經行之有年,只是最近3D列印槍枝的新聞,和社會安全密切相關,讓大眾開始注意它的存在。
很多企業組織都開始行動,像是併購,我就覺得願意花幾億美元去買下另一家公司,就是看好其未來背後的無窮商機,這也明顯表示,3D列印的確是尚未開發完全的市場,需要互相攜手合作,共同開創一片天。
連太空人都有需求,也更令我看好它的發展,畢竟我們一直都在探尋地球外的世界,所以往宇宙的發展一定是有增無減,3D列印也會跟著被大量需要吧。

看了很多資料,這技術能夠學起來,是沒人搶得走的,其他軟硬體不停的在研發改進,時時都會被淘汰,我覺得3D列印機可以帶動社會進步到更好的世界,但我更希望可以充分了解此技術,讓我除了有土木方面的知識和技能外,還有第二專長,能夠持續在這社會生存,甚至成為社會的先驅者,帶動社會浪潮。