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作者:陳仲仁、黃昭蓉、林央正、黃智宏國內食品3D 列印研究現況與發展趨勢

3D 列印技術應用於食品可以達到許多目標，例如新穎樂趣、效率方便、健康營養、減廢永續等目的，但是可使用材料及產品式樣少、且其精準度與產量低等問題仍是挑戰，除此之外，外觀設計、感官品質與營養價值也需加強，以提高食品3D列印技術的接受度。藉由發展符合衛生安全規範，適合食品3D列印的列印設備，及整合出料與環境控制、產品配方流變性、列印與後處理等製程條件，可以發展黏著、填充、凝膠、泡沫結構，符合潔淨標示概念的營養休閒、植物肉及銀髮族食品。

作者:李昌周、王登彥、林央正、黃智宏、賴豊文、駱婉珣、廖智菁仿生皮膚3D列印技術

在國際規範實施禁用動物試驗之後，透過體外仿生皮膚組織(human skin equivalent)進行腐蝕性及刺激性等安全性評估，已成為化妝品原料及產品上市前的必要檢驗項目。為了因應仿生皮膚自動化生產之需求，本文介紹目前生物列印在國際上的發展狀況，並透過工業技術研究院(工研院)研發的仿生皮膚3D列印設備介紹相關技術。

作者:王雍行、蔡孟哲、胡平浩、林央正、張裕修雷射系統之自動聚焦模組及其應用

作者:王雍行、陳佳旭、柯順升、林央正、詹啟鋒雷射三維顯微系統及其應用

作者:王雍行、林央正、黃光瑤雷射測距模組及其應用

為因應雷射工業之快速發展以及精密量測產業之需求，高精度定位量測技術之發展已刻不容緩，其中雷射測距技術因兼具結構簡單與量測精度高等特色，故於量測技術領域中取得舉足輕重之地位。雷射測距技術使用三角幾何原理，搭配雷射之高指向性與易聚焦等特性，將可同時達到非破壞性量測與高量測精度之結果，故其於表面形貌偵測、自動對焦應用、精密定位以及位移量測等工業應用上皆有出色之表現。本文將依目前雷射測距系統之主體結構及測距模式作論述，並舉例其分別於半導體產業與傳統工業界中之應用模式。

作者:柯順升、林央正、王雍行位移感測模組於高能雷射加工之應用

為因應雷射工業之快速發展以及雷射金屬加工產業之需求，高精度雷射加工技術之發展已刻不容緩，其中雷射金屬加工要達到高加工精度特色，必須藉由位置感測器搭配z軸馬達定位讓加工面維持在雷射加工之景深內，故非接觸式量測技術在此佔有舉足輕重之地位。搭配雷射之光學式感測技術與電容式感測技術，將可同時達到非破壞性量測與高量測精度之結果，故其於表面形貌偵測、自動對焦應用、精密定位以及位移量測與加工應用上皆有出色之表現。本文將依目前雷射金屬加工系統為主體，分析上述兩種感測技術應用上之優缺點。

作者:林央正、劉錦龍熔融沉積成型積層製造控制系統

熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）控制系統，乃是將ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene）塑膠或PLA （Polylactic Acid）生物可分解玉米材質等條狀膠條，經加熱熔化通過微細孔徑熱擠壓頭，擠壓沉積成型在列印底板上，透過切層軟體控制，層層堆積成3D物件。本文包含熔融沉積成型技術與專利、積層製造軸控與溫控技術、3D物件切層軟體等簡介，可應用於模具開發驗證、文創設計/教學與3D相關產業應用上。

作者:王登彥、林央正熔融沉積成型積層製造技術演進

熔融沉積成型（Fused Deposition Modeling, FDM）技術，乃是將ABS （Acrylonitrile Butadiene Styrene）塑膠或PLA （Polylactic Acid）生物可分解玉米材質等條狀膠條，經加熱熔化通過微細孔徑熱擠壓頭，擠壓沉積成型在列印底板上，透過切層軟體控制，層層堆積成3D物件。在3D列印技術中，FDM的機械結構最簡單，設計也最容易，製造成本、維護成本和材料成本也最低，因此也是桌上型3D印表機中使用得最多的技術。為提升國內積層製造技術研發能力，本文將從FDM設備，FDM噴印頭結構，FDM列印環境控制等專利內容來逐一介紹FDM關鍵技術，使國內廠商對於FDM技術有更多的認識，開發出具有市場競爭力的產品，避免侵犯他國專利，以提高國內FDM設備自主力，強化國內廠商在國際的競爭力。

作者:陳泰宏、賴豊文、林央正微型電漿射束複合加工之積層製造技術

3D積層製造（additive manufacturing）之熔融沉積成型（fused deposition modeling, FDM），乃是將ABS （acrylonitrile butadiene styrene）塑膠或PLA （polylactic acid）生物可分解玉米材質等條狀膠條，經加熱熔化通過微細孔徑熱擠壓頭，擠壓沉積成型在列印底板上，透過切層軟體控制，層層堆積成3D物件。3D積層製造FDM積層厚度皆>100 μm，產品成型產生明顯層狀條紋，需要經二次加工後處理，難以應用於中/高階工業用積層設備之產品。本研究開發微型電漿射束以進行複合式加工技術，進行即時修補加減機制，以提升3D積層製造FDM產品精度。微型電漿射束利用電漿產生之活性粒子破壞薄膜表面之有機基團，使其產生反應形成CO、CO2及H2O而揮發至環境中，造成高分子鏈分解，形成蝕刻的效果，本研究以應用實驗設計法探討微型電漿射束其製程參數對於ABS塑膠蝕刻效應之影響情形。

作者:王登彥、林央正、賴豊文、李昌周靜電紡絲之積層製造技術

本文介紹將電紡絲技術應用於積層製造技術上，可將高分子材料列印至更微小圖案化線寬，利用有限元素分析法對不同的電紡噴頭尺寸、工作距離與收集板大小，進行電場模擬分析，模擬結果顯示，改變針徑對於針底到收集板之間的電場影響程度最大，針徑越小，電場強度越大。當針徑上升時，電場最大值的位置會往收集板方向移動，而改變針長則不會影響電場最大值位置。若改變收集板大小，對於針底至收集板之間的電場並沒有明顯影響，其原因為針底到收集板間工作距離甚短（約3 mm），使得針底電場不會受到收集板外側之金屬影響，本研究依據電紡噴頭電場模擬結果，固定靜電噴頭尺寸，將探討操作電壓、流量、收集板移動速度等因素對產物線寬的影響，並進行網格狀圖案化電紡積層製造列印。

作者:李昌周、賴豊文、林央正、王登彥、王紀、王煜同軸電紡積層製造技術之研究

本文介紹將同軸靜電紡絲技術應用於積層製造，藉此列印出具有包覆性芯鞘形高分子線條之技術。利用有限元素分析法進行同軸紡口電場模擬，並以PVA材料在實驗設備上進行近場電紡，能夠列印出線寬落在數十至數百μm尺度範圍，並且具有包覆功能之線條，可藉此研究突破傳統積層造最小線寬的限制，擴大積層製造的應用領域。

作者:王登彥、伍苗展、柯順升、林央正、林東穎、周府隆熱塑碳纖複合材料雷射貼合成型技術

熱塑性碳纖複合材料具備可回收再利用的特性，在全球節能減碳及綠色環保議題推動下，熱塑性碳纖複合材料（Thermoplastic composites）漸漸取代熱固碳纖複合材料而成為產業發展主流。碳纖自動鋪帶為碳纖維複合材料成型術之一，具有生產效率高、自動化與易於數位化設計的優點，可解決手工貼合大尺寸、小曲率零件不穩定、效率低等問題。本文將介紹工研院南分院開發雷射加熱熱塑碳纖複合材料自動貼合成型技術，將雷射光束整形產生均勻能量之加熱源，與可連續貼合碳纖帶之貼合頭應用於碳纖複合材料成型，雷射加熱碳纖複合材料使其軟化，然後經貼合頭連續滾壓進行貼合成型，可避免因裁切碳纖而暫時停止送料而造成對碳纖帶同一區域加熱過久，而造成貼合面加熱不均勻導致碳纖成型後強度降低，此技術提供穩定熱源與連續貼合製程，貼合過程碳纖帶加熱均勻，成型後強度增加，可提供快速生產、節省成本與節能自動化碳纖複合材料成型生產製程。

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