導入 3D 技術於管材開發及工程設計 呂慶元 二級工程師臺北自來水事業處 一 前言 水務行業工作人員, 於工程基本設計圖說, 除手繪草圖外, 一般以採用電腦輔助繪圖工具如 Autocad 和 Visio CAD 等, 並可於圖面上標註尺寸及相關說明, 並以紙本或圖紙印出, 可供後續製造或現場施作之依

導入 3D 技術於管材開發及工程設計 呂慶元 二級工程師臺北自來水事業處 一 前言 水務行業工作人員, 於工程基本設計圖說, 除手繪草圖外, 一般以採用電腦輔助繪圖工具如 Autocad 和 Visio CAD 等, 並可於圖面上標註尺寸及相關說明, 並以紙本或圖紙印出, 可供後續製造或現場施作之依據 而 2D 僅於平面, 但難以展示出及繪製各視角之完整視覺圖說, 若對非工程人員及熟識電腦製圖人員, 並無法立即得知後續的產出形態, 僅能憑空想象及預測未來的形狀, 因此 3D(3 Dimensions) 立體繪製, 因應而產生, 並且使用人數有逐歩增加趨勢, 因可讓圖面立體呈現, 確認後續的成品圖樣 而有了 3D 立體圖說, 確實可讓人更近一歩的了解成品或規劃的模樣, 能提高管件開發的成效, 但僅於電腦螢幕上, 以立體圖面或動畫方式展現, 仍顯不足, 而現今 3D 列印機具, 逐漸普及化, 可列印相似的模型, 可說是具體化呈現 而本研究中, 利用原有 2D 圖面, 加入 3D 繪製技術, 讓管材圖樣立體化呈現外, 並以 3D 列印產出各零件及成品, 減少了管材開發時程, 而成品或模型, 更 能貼切地, 讓人立即確認是否符合設計需求 在本研究中案例說明 水表箱之支撐研究 防脫型表由令 堅固耐用之表箱蓋開發 等, 說明 2D 圖面繪製, 轉至 3D 立體圖, 並以 3D 列印之研發過程, 並其中表由令 表箱蓋均獲得新型專利, 均於後續中說明 在結論方面, 說明工程人員視 2D 繪圖均為基本技能, 但具有 3D 繪圖能力及 3D 列印經驗人員, 並不多見, 因此在現有機關內, 可培訓 3D 人才, 有助於創新開發新材料或設備 關鍵詞 :3D 繪圖 3D 列印 二 文獻回顧 ( 一 )2D 製圖基本上, 每個人都有繪圖能力及創新思維, 僅要拿支筆及紙, 即可作畫把想像的物品繪出, 也是獨一無二的創作品, 但以可藉由電腦輔助環境下, 當然能以繪製成電腦檔案為主, 方便後續分享 編修及保存等事宜, 而基本電腦輔助 2D 繪圖, 如同 Word Excel 一般為基本能力之工具軟體 在此舉例為 AutoCad Microsoft ~1~

Visio Cad. 等, 以 Autodesk 的 Autocad 是利用電腦開發電腦輔助設計技術, 新設計的繪圖程式軟體, 並初創時期藉由教育單位免費授權使用, 因此現今已經成為世界上常見的 2D 繪圖工具, 而.dwg 檔案格式成為二維繪圖的常用標準格式 其軟體涵蓋基本製圖規則的, 必備的選取 編輯 文字 表格 尺寸標註 圖層 填充線 圖塊 出圖與測量等功能, 使用者就可抓著滑鼠, 就像拿鉛筆一般, 繪製 2D 圖說, 如圖 1, 而 2014 年以後版本, 亦有了 3D 圖型模組, 可直接由左右視圖及上視圖產出 3D 圖像 事情 ( 二 )3D 繪圖 3D 繪圖簡單來說, 即是 2D 製圖的升級版, 把 Z 軸延伸出來, 但又能把 XYZ 三軸 360 度旋轉, 將圖面立體化虛擬出來, 也是說 2D 繪圖僅能在 XY 軸方向編輯, 但 3D 軸向是六個向量軸, 包含正負值之 XYZ, 因此具有空間旋轉能力, 發揮 6 倍的思考邏輯 基本上 3D 就是基本圖塊 (XY 軸 ), 附加 Z 軸, 予以建模, 讓實物於電腦內以 360 虛擬化重現, 因此 2D 轉 3D 並不困難, 僅要能熟悉 3D 繪圖工具即可 而這些主流 3D 繪製工具, 如 3ds Max SketchUP SolidWorks Inventor 等, 都是知名的 3D 繪軟體, 均可於相關官網上找到試用版本, 甚至 圖 1 具有基本繪圖觀念即可繪出 2D 圖說另一項軟體為 Visio Cad 目前被 Microsoft 併購, 納入 Office 系列內, 其繪圖功能和 AutoCad 相似, 具有標註 圖形註解, 尺寸大小調整等, 和優點僅 是價格比較便宜, 學習過程就像使用 Word 一般簡單 但在這不是說明要採用哪種 2D 繪圖 軟體, 而是須具有基本的 2D 電腦繪圖工 具, 加上基本概念就能繪製 2D 圖說, 練 妥基本功, 即可在基本的繪圖功力下, 再延伸繪製 3D 立體製圖, 完全是件簡單 SketchUP 的基本功能版本, 是免費提供使用者下載 因此不限於那種 3D 繪製軟體, 只有能順利取得軟體, 都是適合建模的好工具, 選定 3D 繪製軟體, 買本入門書 ( 具指令集 ) 即可繪出想象中的圖型, 若以管材而言, 基本繪製技法即已足夠, 而較難的技巧, 隨時可上網可得教學影片及相關部落客所寫的文章中找到答案 以 Autodesk 3ds Max 為例, 其有基本矩形 圓柱 圓管 平面等, 將圖塊合併 剪裁 變形等, 成為為各種構件, 後 ~2~

續若要能能和實物相似, 並可以貼圖或方式, 予以彩現 (render 讓幾何 視點 紋理 照明和陰影等, 於模型上顯現 ), 如圖 2 操作者僅要會基本繪圖, 即可畫出圓柱體 柱形體等, 加上基本的布林函數交集和聯集, 即拼出平口鑄鐵管外形構造, 如同積木一般的簡單, 當然包含繪出各種角度彎管 配上 T 型螺栓等, 都不是難事, 只要熟悉軟體即可 骨骼及器管構件等 由其是在初樣 (Prototype) 製作時, 不須要太深的技術即可, 甚至可重現孩童時期的對夢想玩具 ( 造車 造房造船等 ), 只要 3D 繪圖的出來, 那就必然可列印, 也就是顛覆傳統製造模式, 也就是採加法製造, 如建物一般的逐層蓋出來, 無再須要製模及開模, 即可製作初樣或成品 因此僅要有基本繪圖能力, 即有建 模能力, 也不必考量是使用哪種繪圖軟 體繪製的 3D 模型, 於建妥模型後, 轉檔 為.stl 格式之檔案 (Stereo 圖 2 利用基本 2D 觀念即可繪出鑄鐵管而優良 3D 列印作品, 其成功主因, 就是依創造者利用 3D 繪圖軟體, 所產出 建模的成果, 因此當繪妥了模型, 就決 定了成品的 90%, 其他就是依 3D 列印機 的精密度, 決定成品的細緻度 ( 三 )3D 列印機 3D 列印原有專利技術, 其專利權於 近年逐歩解除, 因此仿製機組大量出現, 整機價格變更低價, 加上列印材料的精 進, 列印機穩度度更高, 當然如雨後春 筍般的大量出現 目前在臺灣的大專院校及學術單位, 均在教導如何使用 3D 繪製及列印, 且非 局限於機械系或是理工的專有課程, 連 醫學系亦均納入教程中, 用於列印人體 Lithography 立體光刻格式 ), 送交切片軟體處理後, 產出 G-code, 再儲存於 3D 列印機, 即可列印 1. 切片軟體 3D 列印機, 主要針對外觀輪廓進行列印, 和印表機相似, 只不過在於印上 一層 墨水於 XY 軸平面的紙上, 現變成增加額外的 Z 軸, 將 特殊材質, 如墨水般的一層疊一層地印起來, 為 多層堆疊列印 技術, 而產出成品 因此具有 Z 軸高度的 3D 模型, 加以層切為 0.2mm 高度, 從底座再疊印回來 Cura Simplify3D 是比較常見的 2 款切片軟體, 通常於購買機器時, 均附贈於配件內, 以匹配於其機台 但因專利權解禁後, 機台製造為仿製公版規格 ~3~

居多, 因此像 Cura 新版本, 就可從 Ultimaker 網站免費下載, 而非限定要使 Ultimaker 製造的機台 而這類型的切片軟體會從 CAD 模型中 自動 生成 G 代碼 ( G-code, 延伸檔名為.gcode ), 還可預覽列印過程及成果 3. 3D 列印機 3D 列印機在 3 年以前屬萌芽期, 設備昂貴, 當然碰觸的人亦不多, 近年因有心者反解譯 G-code 及列印相關專利解禁, 開發者了解 3D 列印基本運作原理後, 即依開源結構 DIY 型 3D 列印機, 從此 3D 印列機價格逐年下降, 現在除專業 機台仍屬高貴, 但初階版已足夠用於創 新開發, 常見機型如下 : (1)FDM(Fused Deposition Modeling) 圖 3 利用切軟體, 將鑄鐵短管模型切片圖 3 即為使用 Cura 軟體產出的鑄 鐵管列印預覽, 讓使用者可先確認刿印 成果, 如同一般家用印表機預覽功能, 只不過變成 3D 化 額外, 切片軟體還會 依選項, 自動產生模型支撐 ( 如圖 3 水 藍色部分 ), 避免模型於列印過程中垂落 或移動, 而這 3D 繪圖時, 並不用繪製的, 切片軟體自動產生, 是不是很簡單呢 2. G 代碼 G 代碼為 機器三維度幾何碼, 主 要功能是指示列印機如何在 3 個維度上 幾何移動, 還有指示噴頭擠壓材料或改 變其床溫等, 在初階的使用者, 只要將 3D 模型.stl, 給切片軟體去運算複 雜的切片工作即可 切片軟體即可依機 器特性產出 模型.gcode 檔, 供 3D 列 印機運作, 依 G-code 指示噴頭出料及移 動 XYZ 軸 熔絲製造層積型透過熱噴頭把熱熔性材 (PLA 聚乳酸 ABS 樹脂 TPU 軟性膠等 ) 加熱至現半流體狀, 依 G-code 指示行動軌跡, 將半流體材料擠出至列印點, 氣吹冷卻凝固形成輪廓形狀的薄膠層, 再移動 XYZ, 逐層堆積黏結, 逐漸形成一個 3D 組件 但降熱凝固時間會因材質不同而有影響, 像常見線材聚乳酸 PLA(Polylactic Acidolylactide) 是一種熱塑性脂肪族聚酯, 加熱溫度要達 190~230 度, 相對若急速退溫時, 到 60 度以下時, 會變縮小變形, 因此要有良好的控溫, 相對的, 列印速度就被受限 在環保考量下, 筆者偏好 PLA 材質, 於 2 年後 PLA 材質會降解, 不會造成環境污染, 加熱時也不會像 ABS 塑膠異味, 但缺點是 2 年後印列成品就會自然分解 (2)SLA(Stereolithography) 光固化成 ~4~

型機透過定能量的雷射光束, 照射在光敏樹脂液面上, 經由不斷移動使其光固化, 於層層固化推疊產生成品 SLA 3D 列印機能可準確的印製精細複雜的結構, 在實際應用上, 連精細的 印產品, 其過程並不困難, 只要能繪出 3D 模型, 即可印出成品或是原尺寸比例的模型 ( 詳圖 4), 即可讓創意展現 而創造力是人與生俱來的能力, 3D 繪圖和列印就是加速讓創造力實現的工具之一, 是值得學習及採用 珠寶飾品, 都可製作, 但光敏樹脂, 價格不低, 後處理須用酒精清洗等後處理問題, 較為麻煩且有溶液異味, 且對環境是有影響的 (3) 雷射粉末熔融 (Selective Laser Melting, SLM) 原始為金屬 3D 列印技術, 讓雷射熱能照射金屬粉末後產生局部熔融, 燒結聚合物粉末的顆粒, 將它們熔合在一起並逐層建造, 聚合物末, 可為金屬粉末或相關塑料粉末, 機台設備為最高貴, 也是初型 3D 列印的始祖 3D 列印機的選擇, 須考量機台價格及耗材料成本, 但初樣 (protype) 的製造, 無須精良的尺寸及高細緻度, 研發過程可能須不斷重複試作重複 3D 列印, 因此機臺的耗材更要選用低成本, 易購置的機種 在此研究中, 屬自費購置, 特別要檢視 CP 值和個人口袋深度, 因此當然要選擇 FDM 機型較為合宜 綜此, 整體列印過程來說, 鑄鐵短管從 2D 繪圖 3D 電腦虛擬模型至 3D 列 圖 4 利用 3D 印表機列印鑄鐵短管模型 ( 四 ) 新型專利申請所謂 新型, 可定義為利用自然法則所產生的技術思想, 表現在物品之形狀 構造或裝置上有所創新, 並能產生某一新作用或增進功效, 而利用 3D 技術, 展現創意的成品, 均有機會轉化為 新型專利 後續研究中說明, 如何利用 3D 技術展現創意, 為最佳助攻員, 去取得專利, 因此不必小看 3D 模型的威力, 應自己創造力, 避免創意被人搶走 三 研發案例說明 在這研究中並不是推薦使用哪種軟體或工具才適當, 而是能找出適宜展現創意及符合使用需求即可, 在實務上, 一支筆 一張紙, 即可產出好設計, 不必具有理工背景, 亦也不必具有 土木 ~5~

或 機械 專業能力, 僅要有基本 識圖 能力, 那就達到開發 2D 及 3D 設計能力, 當然也能說, 找會 3D 技術的人來協助, 但靠人不如靠自己快速, 即時反 前章節已說明多種的電腦輔助工具及軟體, 但哪一種為最佳的輔助工具用來展現設計理念及創意, 答案僅有一種, 拿習慣 熟悉的任何工具均可, 那麼在別人眼中看來不好用的, 也會變成超級工具, 不過先決的要件, 還是能順利取得的軟體為主即可, 畢竟有版權的 3D 繪圖軟體價格可說是不太親民 在此筆者於學生 ( 五專 ) 時代, 學會使用 Autodesk 的 AutoCAD R9 的經驗, 而在臺北自來水事業處 ( 北水處 ) 資訊室亦有提供 AutoCAD 2010 網路授權版, 為順手可得的軟體, 因此 2D 圖面繪製, 即以 AutoCAD 為主體, 輔以 3ds Max 為 3D 繪圖的模版, 加上近期於從無所不賣的淘寶網站購入的 3D 列印機 (FDM 機型 ), 為本研究發展工具, 在近 2 年利用 3D 創新研發成果, 於下列說明 : ( 一 ) 水表箱之支撐加強研究因個案發生水表箱轉軸支柱斷裂, 表箱蓋無法蓋妥, 致使路人跌傷問題後, 分析轉軸斷裂原因, 為此繪製了 3D 模型, 圖 5 紅色支撐柱即為新增之支點在此案中藉由 3D 的繪製, 了解結構 的缺陷點, 利用 3D 繪圖, 即可和製造商 溝通及確認, 如何改模具及生產, 並納 入採購規範內 未使用 3D 繪製前, 廠商認為現在 的設計即可, 於詳加討論後, 原來廠商 已不具創新之研發能力, 均依循舊有規 定去製造, 更不願重製砂模, 但给予 3D 繪製圖說後, 才確認製造的可行 性, 提升了廠商製作意願 ( 二 ) 創新設計 - 防脫型表由令 舊有的表由令, 很容易因橡膠老 化, 造成由令鬆脫, 而市面上並無適宜 的產品, 於是藉由 3D 繪製開發新的產 品, 讓製造商知悉, 整體型狀,( 詳圖 6) 再以車削出新款的表由令及防脫機 制, 完全縮短開發時程 防脫型表由令, 在 3D 結構上屬 簡單形體, 但有 3D 繪圖之視覺立體, 讓人了解成品的功效及實品的製作, 方 能很容易於 107 年 7 月 1 日取得新型專 利 並利用 3D 建模發現為支撐點應力不足問題, 並模擬轉軸旋轉角度及分析受力點, 提出設計建議, 納入採購的新的表箱結構, 如圖 5 所示 ~6~

圖 7 短管前端之整流型孔口片利用 3D 繪圖時, 可確認打洞孔徑及 數量, 計算流通率影響 75%, 而孔徑的大 小和厚度亦也影響穩流效果及造成壓力 損失 為確認穩流 壓損效應等, 並在 北水處水量計量測中心 -TAF 流量校正 實驗室 利用流量校正機台確認期可行 圖 6 利用 3D 繪製的表由令在實品製作中, 車削軸心屬 減法 製造, 將圓柱耗材車削到需求的程度, 但不是能一次就車削就能到位, 須耗費 大量的素材, 而有了 3D 繪圖, 可確定車 削的深度及形狀, 減少素料耗損, 一次 到位, 降低開發成本, 全為 3D 繪圖的助 益, 不過研發時期, 尚未取得 3D 列印機, 若有 3D 列印, 就可直接試印成品 ( 三 ) 整流孔口片 表前若有異物阻塞時, 將會造成大 表快轉, 因此若將阻塞前移至在短管前 端, 而非在表前濾網處, 那麼就不易造 快轉問題, 而短管處不可能採以銲接或 方式去補網孔或鎖上濾網, 於是利用 3D 繪圖設計了孔口片, 讓孔口片夾於管件 中央, 隨時可拆換 ( 詳圖 6) 性後予以採用 3D 繪圖時亦可把水流狀態呈現, 讓人更易了解於組合管件內部的動態, 確實無法僅利用文字讓人可立即明白, 而有 3D 繪圖的透視, 就可從視覺發現原理就是如此簡單, 這就是 3D 繪圖的功效 但本案例的研究中, 孔口片是無法取得專利, 因孔口片影響流體之研究甚多, 甚至管內流場利用 CFD 軟體模擬 (Computational Fluid Dynamics) 已有不少的研究, 難以取得專利, 但將其置於表前短管處前端確實為首創, 未來亦可利用 3D 製作教學模型 ( 四 ) 堅固耐用之新型表箱開發表箱及箱蓋鑄鐵材質, 水表置於其中, 可獲得良好的保護, 但在智慧水表的傳輸上, 卻是一項通訊的阻礙, 因訊號無法透通於箱蓋 因此重新設計表箱 蓋, 不僅僅以 2D 草圖繪圖至成品部分之 過程說明 ( 詳圖 8) ~7~

圖 8 採用 3D 列印及新型表箱蓋成品採用了 3D 列印技術, 將表箱完整印 圖 9 快速接頭和大表另採用 3D 列印技術, 列印出實體比 例 1/7 的縮小版模型 ( 詳圖 10) 出, 以初樣的結果, 直接可和相關廠商溝通及確認施作的可行性, 確實可將天線置於蓋板上方, 讓傳輸更佳順暢, 並降低開發成本, 而能於短期內製作完成鑄鐵件成品, 而非是像一般的鑄鐵件, 砂模具一改再改, 即可很容易符合設計上的需求 ( 五 ) 快速接頭之開發及運用全新設計快速接頭, 其功能及用途, 取代, 在窨井有限空間下作業時, 能利用此接頭, 讓流量計及管線接合, 同時取代伸縮拉桿及平口轉換等組件, 一件式, 而此案例僅藉由 3D 繪圖 ( 詳圖 9), 來確認結構上是否可行 設計公差是否合宜 若投入生產是否有難度, 而這些問題均可利用 3D 繪圖及列印功能來開發及找答案 確實採用 3D 工法, 可減少製作初樣鑄造砂模次數, 重複性修正等問題, 有助於開發新的管件設備 圖 10 3D 模型試作 ( 比例 1/7 及 1/6) 3D 列印的模型, 除加速開發的過程, 並可確認設計尺寸的正確性外, 亦為日 後安裝教學時的教具, 因新產品引入後, 如何於現場安裝, 事先若以 3D 模型指導, 安裝廠商更能加速了解新產品之安裝方 式, 有效減少安裝時程及錯裝的機率 ( 六 ) 大同加壓站抽水機房空間規劃 大同加壓站, 位於臺北市新生公園 內, 即將豎軸式抽水機, 改成沉水式抽 水機房, 屬於樓層板的重新規劃, 當然 以 2D 圖面分層繪製, 且在專業工程師角 度, 可預想未來的模樣, 但對於一般非 專業人員, 要從 2D 圖面找出想像未來 的模樣, 確實有點難度, 而 3D 圖示, 讓 人更能立即體會, 若再製作立體模型, ~8~

當然更容易看出是否有改善的建議, 視角在 windows 介面中, 可任意旋轉, 更容易讓人從虛擬 3D 中, 得知未來的規劃型態, 必要時利用 3D 列印機, 亦可轉換成 3D 模型, 如同小型化的組件 在案例二 防脫表由令 研發過程, 初歩討論時, 並無獲得來自製造商或五金商任何的回饋及想法, 僅說可能要從市面上找尋防脫由令的組件, 但要做什麼樣子, 也討論不出所以然, 更沒提具 有防脫功能, 但從自行繪製了 3D 圖面後, 不斷的收到建議和回饋, 整個開發時程不到 1 個月, 並還取得專利, 成果算是順利的達目標 而在開發時期為了找銅材鑄造廠 車床廠確實花了一段時間, 當時若有現今 3D 列印技術, 說不定更能照 3D 模型復刻, 更可縮減時程 案例五 表箱蓋 研發過程, 從 2D 草圖繪製, 為創造力之啟發, 僅要一支筆一張紙, 甚至不用素描的能力, 隨手一畫, 即便是醜醜難看的圖, 亦為創意 四 小結 圖 11 2D 圖面上套繪 3D 建樣模 3D 繪圖和 3D 模型列印, 其說穿了就是製造初樣 (Prototype) 或稱之原型, 有了原型展現或實品可觸摸, 有利於內部或外部討論 若要製成成品, 需有 3D 列印機將模型列印, 把虛擬化的立體圖型, 更落實的展現出來, 即便是粗糙的初樣, 更容易得到回饋, 而相相關的建議也變得更具體, 也較正確, 更可縮短開發時程 的基礎, 僅再藉由 3D 繪製 3D 列模型或成品,, 以輔助的方式, 和製造商溝通, 更容易發展創意需求 而其中利用 3D 繪圖時, 若能兼顧原來箱體, 表箱蓋和預留配件尺寸後, 於下次研發時, 無須再重新繪製, 亦可存檔供後續接手人員使用及編輯, 發揮更大的創意, 像筆者採用同一家軟體, 可相互轉檔 (2D 或 3D), 更為便利 在案例六 快速接頭 研發過程, 不僅僅是 3D 繪製, 還有列印 1/7 和 1/5 的縮小版模型, 在相同尺寸比例下, 更可確認初樣, 利於後續產品的製作, 特別 ~9~

是大型鑄鐵件, 要先製作砂模, 方能生產樣品, 若沒有確認的形體, 廠商更不可能貿然開模, 因為製作鑄鐵翻砂木模之初型模具至少 10 萬元起跳, 但不保證 做出來的成品是否符合設計, 並無一次即可開發成功尚須改模, 除非老闆口袋夠深, 願投入開發成本, 並容許模具無限次開發 圖 12 直飲台模型及列印不過列印一只直飲台模型 ( 比例 1/12-7 公分高 ) 約在新臺幣 18.52 元的 材費成本, 但要耗時 2 小時 7 分鐘, 才 能產出一座, 其主要原因為採用熔絲製 造層積型的 3D 列表機, 須等待上層的塑 料冷結後, 才能續印下一層, 均要耗時 等待成品的完成, 而等待列印完成之時 圖 11 快速接頭組裝模型 1/30 甚至可列印教學用模型 ( 詳圖 12), 用來訓練從業人員如何正確安裝新研發 之管件 而有了 3D 列印的初樣, 在原有尺寸 下, 依比例縮小列印成模型, 更容易確 認開發的可行性, 而砂模製造成本可大 幅降低, 極有可能僅要花費一次性的成 本, 立即達標的可能性發生 另北水處在推廣直飲, 甚至可以列 印 ( 詳圖 12) 一些直飲台模型, 在特定 的活動贈送給參的民眾, 解決塑料開模 費用 ( 塑膠射出開模費 20 萬, 每只 100 起元 ( 不含開模費 ) 程, 以各 FDM 類型之 3D 印表機相較, 列印速度都是相同的 慢速, 並沒有快速機台 但採用模具及塑膠射出成型, 每秒 1 個, 所以初樣和成品是不同的需求和性質, 因此少量特製就留給 3D 列印來創造, 大量翻製, 當然採用的開模製造的方法來辦理 另 列印有一定的風險, 不保證一定成功, 所以每次印出成功作品, 當然無限喜悅, 而失敗的成品也是會發生 ( 天冷縮料, 天熱熔層 斷料重印 模型結構破損 ), 必要時視狀況再次修改 3D 模型圖, 再來重印一次及長時間等待, 可說是充滿了挑戰性及期待性 最後, 讓我們一起來享受製作 3D 作品及等待成 品完成及樂趣, 並發揚 3D 具體展現創 意, 順手拿專利 ~10~

五 結論 ( 一 ) 辦理 3D 繪圖訓練 2D 草圖的起歩, 至 3D 繪圖及模型列印等工具, 輔助讓創造力展現, 讓人人都有機會成為新型專利的擁有者, 但基礎繪圖能力, 可以靠訓練獲得, 有了基礎繪圖能力加上實務經驗, 大家都是發明家及創新者, 因此 3D 繪圖是值得學習的, 因是個幫自已找到最佳的助手 目前外部訓練單位已有相關訓練課程可供學習, 而目前各在校生都有學習 3D 繪圖及 3D 列印經驗, 上一世代的工 程師當然也得跟得上時代, 共同來學習新知, 甚至可以納入員工訓練的教育課程內, 聘請外部專業講師來教學 ( 二 ) 建置 3D 繪圖及列印環境 3D 繪圖可以 360 度模擬展現管件內外結構及細部規格等, 但僅能於電腦螢幕內虛擬化呈現, 而有了 3D 列印機, 就可把虛擬圖樣, 依比例實體化呈現, 除了讓眼見為憑, 更能接觸實體物件, 雖然受限於 3D 印表機能力, 可列印的尺寸, 可能無法達到實體大小, 但縮小版的尺寸足以代表實體, 因此 3D 繪圖及列印環境是值得建置, 亦為值得投資的設備 參考文獻 1. Autodesk Autocad,https://www.autodesk.com.tw/ 2. Autodesk 3Ds Max,https://www.autodesk.com.tw/products/3dsmax/overview 3. 3D 列印機 - 初學入門指南, 開源科技 https://www.opentech.tw 4. 3dS Max 2010 設計創意學院, 上奇出版社, 丁裕峰 5. 維基百科 Wiki https://zh.wikipedia.org/wiki/autocad 6. Ultimaker Cura 軟體, https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura 7. 第五型直飲台模型.stl 巷, 臺北自來水事業處林志成 8. 耐震防脫管材零組件 - 創新專利設計及使用推廣, 自來水協會第 35 屆論文發表, 呂慶元 9. 本研究圖 1~13, 均為作者自行繪製及拍攝 10. 耐震防脫管材零組件 - 創新專利設計及使用推廣, 自來水協會第 3 屆論文發表, 呂慶元 11. 運用 3D 繪圖及列印技術於管材開發, 自來水會刊第 39 卷第 2 期, 呂慶元, 2020 年 7 月 ~11~