設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 1 級 設 計 與 應 用 科 技 總 溫 習 本 科 學 習 課 程 必 修 部 份 : 考 試 卷 一 ( 科 技 設 計 與 社 會 ) (S1 - 設 計 與 創 新 / S2 - 科 技 原 理 / S3 - 價 值 與 影 響 ) 選 ============================================================================================= 修 部 份 : 考 試 卷 二 丙 ( 設 計 實 踐 及 材 料 處 理 ) 試 卷 二 戊 ( 視 像 化 及 電 腦 輔 助 設 計 模 塑 ) 建 議 溫 習 中 學 文 憑 試 及 校 內 試 卷 來 開 始, 了 解 題 目 模 式 及 範 圍, 明 白 解 題 答 題 方 法 遇 有 不 明 白 或 不 太 熟 識 的 地 方, 重 溫 相 關 講 義 或 請 教 老 師, 將 重 點 簡 要 記 下 背 熟, 靈 活 變 通 運 用
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 2
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 3
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 4 試 卷 一 ( 科 技 設 計 與 社 會 ) 題 目 及 答 題 模 式 甲 部 : 設 計 題 (60 分 ) 1. 設 計 問 題 設 計 XXXXX 產 品 圖 ( 一 ) 展 示 常 見 的 XXXXX 產 品 ABC 公 司 計 劃 推 出 一 款 XXXXX 產 品 : (i) 要 求 一 XXXXX (ii) 要 求 二 XXXXX (iii) 要 求 三 XXXXX 參 考 圖 ( 一 ) 你 需 要 : (a) 分 析 設 計 問 題, 並 列 出 使 用 者 的 需 要 ; (6 分 ) (b) 考 慮 相 關 的 限 制 及 制 定 規 格 ; (6 分 ) (c) 發 展 一 系 列 的 設 計 意 念 ; (12 分 ) (d) 利 用 附 有 注 釋 的 着 色 草 圖, 展 示 你 的 最 終 方 案 ; (20 分 ) (e) 列 舉 出 所 應 用 的 材 料 ; (4 分 ) (f) 根 據 所 制 定 的 設 計 規 格 去 評 鑑 你 的 最 終 方 案, 並 建 議 可 進 一 步 改 善 之 處 (6 分 ) 建 議 答 題 模 式 : 1a. 分 析 設 計 問 題 及 列 出 使 用 者 的 需 要 : - 闡 明 設 計 任 務 或 [ 有 效 傳 意 在 本 題 中 佔 6 分 ]
- 發 掘 有 關 設 計 問 題 的 範 圍 和 爭 議 或 - 考 慮 使 用 者 一 系 列 的 需 要 及 價 值 觀 的 確 立, 包 括 在 實 際 上 情 緒 上 智 能 方 面 和 目 標 群 組 在 社 會 上 的 需 要 或 - 可 能 會 影 響 設 計 問 題 的 文 化 環 境 因 素 或 - 有 效 的 演 示 : 如 使 用 思 維 導 圖 圖 表 和 表 格 以 統 整 信 息 (6 分 ) *1 可 用 思 維 導 圖 ( 腦 圖 ) 工 具 來 協 助 列 出 及 分 析 使 用 者 對 設 計 產 品 的 各 項 需 要, 例 如 : a. 對 象 b. 處 境 c. 使 用 者 對 產 品 的 各 項 需 要 例 如 : 環 境 功 能 安 全 能 源 社 會 文 化 美 感 價 錢 物 料 環 保 等 1b. 考 慮 相 關 的 限 制 及 制 定 設 計 規 格 : 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 5 - 考 慮 適 當 的 限 制 : 科 技 成 本 生 產 規 模 安 全 的 考 慮 能 源 和 節 約 資 源 (3 分 ) - 擬 訂 一 套 設 計 規 格 以 確 定 審 批 的 必 要 準 則 ( 例 如 : 功 能 美 感 性 能 要 求 目 標 的 質 量 標 準 ), 並 以 他 們 的 重 要 性 列 出 優 次 (3 分 ) *2 以 表 列 方 式 列 出 各 項 設 計 規 格, 例 如 : 各 項 功 能 及 性 能 要 求 要 達 到 的 質 量 及 安 全 標 準 美 感 能 源 或 電 力 要 求 工 作 溫 度 承 重 輸 入 及 輸 出 尺 寸 等 1c. 提 出 一 系 列 的 設 計 意 念 : - 基 於 所 建 構 的 設 計 規 格, 提 出 一 系 列 的 設 計 意 念 (3 分 ) - 清 楚 顯 示 別 出 心 裁 的 內 容, 利 用 各 種 各 樣 的 設 計 策 略 產 生 和 改 良 設 計 的 意 念 (3 分 ) - 描 述 各 解 決 方 案 的 功 能 外 觀 成 效 材 料 / 部 件 / 子 系 統 工 序 技 術 (3 分 ) - 考 慮 其 結 構 及 尺 寸 (3 分 ) *3 建 議 展 示 3 個 或 以 上 的 意 念 草 圖 加 上 適 當 注 釋 和 簡 單 說 明 設 計 意 念 如 何 對 應 各 項 要 求 與 規 格 ( 例 如 功 能 材 料 結 構 外 觀 成 本 工 序 安 全 等 考 量 ), 展 示 改 良 設 計 的 意 念, 附 以 簡 單 文 字 解 說 主 要 部 件 名 稱 1d. 利 用 着 色 的 草 圖, 描 繪 並 展 示 最 終 的 方 案 : - 附 有 注 釋 的 草 圖 (12 分 ) - 着 色 技 巧 (6 分 ) - 給 與 適 當 的 尺 寸 (2 分 ) *4 須 注 明 主 要 部 件 注 明 名 稱, 利 用 着 色 分 辨 不 同 部 件, 利 用 陰 影 加 強 立 體 感, 有 需 要 時 附 加 文 字 說 明 1e. 建 議 合 適 的 材 料 : - 依 據 外 觀 和 技 術 特 色, 指 出 在 最 終 的 設 計 方 案 中 不 同 部 件 的 可 用 材 料 (4 分 ) *5 以 表 格 方 式 列 出 產 品 各 部 份 名 稱 所 用 材 料 材 料 選 用 理 由, 例 子 : 項 目 部 件 名 稱 材 料 選 用 原 因 1 托 架 透 明 塑 膠 透 明, 可 以 模 塑 成 形, 平 價 2 底 座 塑 膠 可 以 模 塑 成 形, 平 價 3 馬 達 及 減 速 齒 輪 箱 標 準 零 部 件 慢 速 轉 動 展 示 的 流 動 電 話 4 1f. 根 據 所 制 定 的 設 計 規 格 去 評 監 你 的 最 終 方 案, 並 建 議 可 進 一 步 改 善 之 處 ( 如 設 計 優 點 及 缺 點 ): - 依 據 設 計 規 格, 作 出 關 鍵 而 客 觀 的 評 價 (3 分 ) - 找 出 設 計 缺 陷, 並 建 議 可 供 選 擇 的 方 案 或 改 善 方 法 (3 分 ) *6 以 表 格 方 式 列 出 產 品 各 項 原 定 設 計 規 格 或 目 標 達 標 程 度 ( 可 以 用 分 級 方 式 評 核, 有 需 要 時 附 以 文 字 解 說 ) 可 改 善 的 地 方, 例 子 :
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 6 項 目 名 稱 表 現 評 語 評 分 可 改 善 之 處 1 大 小 可 擺 放 大 多 數 不 同 大 小 電 話 4 2 轉 速 約 每 分 鐘 2 轉 符 合 預 期 5 可 提 供 不 同 轉 速 溫 習 建 議 : 請 參 考 : 3 電 源 可 運 行 50 小 時 符 合 規 格 5 可 選 用 交 流 電 更 佳 4 穩 固 度 底 座 穩 固 度 可 擺 放 最 大 尺 寸 的 電 話 5 5 外 觀 美 麗 及 有 高 科 技 感 4 可 有 多 種 顏 色 選 擇 6 2012 中 學 文 憑 試 練 習 考 試 卷 一 第 一 題 ( 設 計 題 ) 模 擬 試 學 生 答 案 樣 本 及 評 分 2013-14 校 內 模 擬 考 試 卷 一 第 一 題 建 議 答 案 ============================================================= 試 卷 一 ( 科 技 設 計 與 社 會 ) 題 目 及 答 題 模 式 乙 部 :(40 分 ) 選 答 其 中 兩 題 ( 範 圍 包 括 : 設 計 原 理 基 本 科 技 原 理 產 品 分 析 人 體 工 學 材 料 運 用 製 造 技 術 及 工 序 評 鑑 產 品 特 點 及 優 缺 點 改 良 產 品 設 計 等 ) 2. 給 與 數 款 不 同 時 代 設 計 的 科 技 產 品 ( 例 如 通 訊 娛 樂 交 通 居 住 等 ) a. 分 析 產 品 設 計 的 科 技 特 徵 b. 分 析 不 同 時 代 設 計 的 科 技 產 品 之 間 的 明 顯 演 變 c. 就 其 中 一 款 產 品 提 出 一 些 設 計 改 善 或 新 意 念 d. 分 析 產 品 對 社 會 的 影 響 例 子 : 圖 ( 二 甲 ) 圖 ( 二 乙 ) 圖 ( 二 丙 ) a. 就 以 下 各 項, 試 比 較 圖 ( 二 甲 ) 至 ( 二 丙 ) 所 示 三 款 座 椅 : (i) 應 用 場 合 (ii) 透 氣 問 題 (6 分 ) b. 指 出 兩 項 在 設 計 座 椅 時 需 考 慮 的 人 體 工 學 因 素 (2 分 ) c. 根 據 上 圖 所 示 各 款 座 椅 的 設 計 與 科 技 演 變, 試 指 出 各 款 座 椅 椅 背 材 料 的 名 稱, 並 舉 出 一 項 採 用 該 材 料 的 理 由 (6 分 ) d. 輔 以 一 幅 着 色 草 圖, 為 PSY 航 空 公 司 候 機 室, 改 良 圖 ( 二 甲 ) 座 椅 適 合 專 貴 人 士 享 受 (6 分 )
建 議 答 案 : a. (i) 圖 ( 二 甲 ) 座 椅 應 用 於 不 大 愛 活 動 或 靜 態 環 境 下 的 人 士 坐 圖 ( 二 乙 ) 座 椅 應 用 於 一 般 從 事 文 書 工 作 人 士 坐 圖 ( 二 丙 ) 座 椅 對 一 般 追 求 舒 適 及 長 時 間 工 作 人 士 較 為 適 合 (@1 分 x3) (ii) 圖 ( 二 甲 ) 座 椅 椅 背 及 座 位 極 具 通 風, 效 能 最 佳 圖 ( 二 乙 ) 座 椅 椅 背 由 疏 氣 孔 物 料 製 造, 具 通 爽 效 能 圖 ( 二 丙 ) 座 椅 椅 背 及 座 位 在 設 計 上 沒 有 考 慮 透 氣 問 題, 因 而 在 通 爽 問 題 上 較 弱 (@1 分 x3) b. 設 計 座 椅 時 需 考 慮 人 體 工 學 主 要 因 素 是 舒 適 度 及 安 全 性 (@1 分 x2) c. 圖 ( 二 甲 ) 座 椅 椅 背 由 輕 質 木 條 製 造, 座 椅 會 較 輕 便 及 容 易 清 潔 圖 ( 二 乙 ) 座 椅 椅 背 由 尼 龍 織 網 物 料 製 造, 具 彈 性 特 性, 可 承 受 身 體 負 荷 力 度 圖 ( 二 丙 ) 座 椅 椅 背 由 絨 面 人 造 物 料 製 造, 觀 感 較 佳 (@2 分 x3) d. 未 能 提 供 答 案 ( 附 有 注 釋 的 草 圖 及 着 色 技 考 ) (@2 分 x3) 3. a. 分 析 產 品 安 全 標 準 及 警 告 標 誌 的 意 義, 對 消 費 者 及 生 產 商 的 影 響 b. 分 析 環 保 設 計 的 意 義, 實 踐 環 保 設 計 對 生 產 商 有 甚 麼 影 響 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 7 4. 給 與 四 款 以 不 同 材 料 ( 木 金 屬 塑 膠 ) 設 計 的 傢 俱 (a) 分 析 各 傢 俱 設 計 的 一 個 相 似 點 (2 分 ) (b) 分 析 各 傢 俱 設 計 各 自 一 個 受 材 料 和 / 或 製 造 技 術 / 工 序 的 影 響 的 特 徵 (4 分 ) (c) 分 析 各 傢 俱 的 設 計 與 所 選 用 材 料 和 製 造 工 序 的 關 係 (12 分 ) (d) 分 析 設 計 其 中 一 件 傢 俱 時 的 一 項 人 體 工 程 學 因 素 (2 分 ) 試 卷 二 ( 實 踐 設 計 及 材 料 處 理 視 像 化 及 電 腦 輔 助 設 計 模 塑 ) 甲 部 ( 即 文 憑 試 卷 二 丙 ): 實 踐 設 計 及 材 料 處 理 (50 分 ) 1. a. (i) 上 圖 是 一 個 核 桃 夾 子, 可 輕 易 將 核 桃 的 硬 殼 壓 破, 它 採 用 的 是 第 幾 類 的 槓 桿 原 理? 用 簡 單 線 圖 畫 出 其 結 構, 在 圖 中 標 示 施 力 點 支 點 和 負 載 ( 抗 力 ) 點 (3 分 )
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 8 施 力 支 點 抗 力 施 力 2. 它 是 採 用 第 2 類 槓 桿 的 原 理 (ii) 這 個 核 桃 夾 子 選 用 甚 麼 材 料 製 造 最 合 適? 試 舉 出 兩 個 選 擇 的 理 由 (3 分 ) 這 個 核 桃 夾 子 可 選 用 高 碳 鋼 製 造, 因 為 硬 度 十 分 高 或 這 個 核 桃 夾 子 可 選 用 不 鏽 鋼 製 造, 理 由 是 硬 度 足 夠 和 不 易 生 鏽 (iii) 若 果 核 桃 位 置 距 離 支 點 2 厘 米, 在 距 離 支 點 10 厘 米 的 手 柄 上 施 以 共 100N 的 力, 請 問 核 桃 受 到 的 壓 力 是 多 少? (3 分 ) 施 力 施 力 點 與 支 點 間 距 離 = 抗 力 抗 力 點 與 支 點 間 距 離 100 10 = F 2 100 10 核 桃 受 到 的 壓 力 ( F) = = 500N 2 (iv) 這 是 一 個 省 力 機 械 嗎? 為 甚 麼? (2 分 ) 這 是 一 個 省 力 機 械, 因 為 施 力 比 抗 力 小 (v) 改 良 核 桃 夾 的 設 計 使 它 更 符 合 人 體 工 學 畫 出 你 的 設 計 圖 並 說 明 理 由 (3 分 ) 建 議 將 把 柄 設 計 弧 形 配 合 手 指 握 持 時 的 形 狀 並 包 上 合 成 橡 膠 膠 套, 設 凹 凸 位 配 合 手 指 位, 達 到 更 舒 適 及 防 滑 效 果 ( 設 計 圖 沒 有 建 議 答 案 ) 上 圖 是 一 個 簡 單 滑 輪 起 重 系 統, 以 人 力 操 作 施 加 2,500N 的 力 便 可 升 起 12,000N 的 貨 物 拉 動 3m 長 的 纜 繩 時 可 將 貨 物 升 高 0.5m (i) 機 械 利 益 (2 分 ) L 12,000 機 械 利 益 = 負 載 (Load) / 施 力 (Effort); M. A. = = = 4. 8 E 2,500 (ii) 速 度 比 (2 分 )
3 速 度 比 = 施 力 移 動 距 離 (de) / 負 載 移 動 距 離 (dl); V. R. = = 6 0.5 (iii) 機 械 效 率 (3 分 ) M. A. 4.8 機 械 效 率 = 機 械 利 益 / 速 度 比 ; η = = = 0. 8 V. R. 6 或 80% (iv) 試 解 釋 為 何 機 械 效 率 不 能 做 到 100% 的 兩 個 原 因? (2 分 ) 機 械 效 率 不 能 做 到 100% 的 原 因 是 (1) 纜 繩 與 滑 輪 間 存 在 摩 擦 力,(2) 滑 輪 軸 與 軸 承 間 存 在 摩 擦 力, 損 耗 了 部 份 傳 送 的 能 量 (v) 提 議 一 個 能 提 升 滑 輪 起 重 系 統 機 械 效 率 的 方 法 (2 分 ) 可 以 在 滑 輪 和 纜 繩 間 軸 和 軸 承 間 加 上 潤 滑 劑 來 減 少 摩 擦 力, 提 升 滑 輪 起 重 系 統 機 械 效 率 3. 上 面 展 示 3 款 不 同 設 計 的 摺 椅 (i) 試 就 每 款 摺 椅 的 設 計 說 出 它 們 最 合 適 的 用 途 (3 分 ) 左 圖 摺 椅 設 計 便 於 收 藏 輕 便 和 易 於 攜 帶, 適 合 戶 外 優 閒 活 動 之 用 中 圖 摺 椅 設 計 便 於 收 藏 和 較 堅 固, 適 合 戶 內 活 動 和 工 作 之 用 右 圖 摺 椅 設 計 便 於 收 藏 輕 便 和 易 於 攜 帶, 高 度 低 顏 色 鮮 艷, 適 合 兒 童 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 9 4. (ii) 試 就 每 款 設 計 的 椅 腳 坐 位 部 份 選 擇 最 合 適 的 材 料 並 解 釋 其 中 一 個 原 因 (3 分 ) 左 圖 摺 椅 的 椅 腳 可 用 鋁 合 金, 輕 便 及 防 鏽 坐 位 可 用 布 料, 輕 便 舒 適 中 圖 摺 椅 的 椅 腳 可 用 鋼, 堅 固 和 便 宜 坐 位 可 用 塑 膠, 可 大 量 生 產 成 本 低 右 圖 摺 椅 的 椅 腳 及 坐 位 用 聚 丙 烯 塑 膠, 強 韌 和 撓 性 佳, 可 大 量 生 產 成 本 低 (iii) 試 以 圖 文 解 釋 每 款 設 計 的 鉸 位 採 用 的 合 適 方 式 (3 分 ) 左 圖 摺 椅 的 鉸 位 可 採 用 鉚 釘 ( 另 圖 ) 中 圖 摺 椅 的 鉸 位 可 採 用 鉚 釘 ( 另 圖 ) 右 圖 摺 椅 的 鉸 位 可 採 用 榫 接 合 ( 另 圖 ) (iv) 為 甚 麼 右 圖 摺 椅 的 設 計 最 適 宜 大 量 生 產 及 生 產 成 本 最 低? (1 分 ) 右 圖 摺 椅 可 用 塑 料 注 射 成 型 法 製 造, 組 合 容 易, 人 力 需 求 低, 因 此 最 適 宜 大 量 生 產 及 生 產 成 本 最 低
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 10 上 圖 展 示 一 條 5m 長 用 於 建 築 物 的 方 型 實 芯 鋼 鐵 橫 樑 在 受 負 載 壓 力 下 呈 現 向 下 彎 曲 的 情 形 (i) 在 採 用 相 同 材 料 及 重 量 條 件 下, 以 圖 文 解 釋 如 何 改 變 橫 樑 的 設 計 以 增 加 橫 樑 的 剛 性 及 抗 彎 曲 力 (3 分 ) 將 實 芯 橫 樑 改 成 中 空 或 工 字 ( I ) 型 橫 樑 可 以 增 加 橫 樑 的 剛 性 和 抗 彎 曲 力 (ii) 若 橫 樑 承 受 5,000N 的 均 佈 負 載, 橫 樑 所 受 的 最 大 剪 力 和 最 大 彎 矩, 畫 出 剪 力 圖 及 彎 矩 圖 (4 分 ) 最 大 剪 力 = W 2 = 5,000 2 = 2,500N 2,500-2,500 3,125 WL 5,000 5 最 大 彎 矩 = = = 3,125 N 8 8 5. 下 左 圖 展 示 大 廈 外 牆 的 霓 虹 燈 招 牌, 招 牌 以 支 架 形 式 固 定 於 大 廈 外 牆, 如 游 下 右 圖 (i) 請 以 b = 2 j 3 的 算 式 計 算 計 上 左 圖 的 支 架 總 共 需 要 多 少 桿 子 以 達 至 足 夠 穩 固 的 結 構 (3 分 ) b = 2 j 3 = 2 x 6 3 = 9 (b 是 桿 子 數 目 j 是 桿 子 之 間 接 合 點 數 目 ) 大 廈 外 牆 招 牌 支 架 非 連 續 線 代 表 額 外 加 上 的 桿 子 令 支 架 結 構 達 到 足 夠 穩 固 (ii) 將 上 右 圖 加 上 所 需 額 外 的 桿 子 以 達 到 足 夠 穩 固 的 結 構 並 將 答 案 畫 在 答 案 簿 中 (2 分 ) 原 有 7 枝 桿 子, 需 要 額 外 加 上 兩 支 對 角 的 桿 子 ( 如 上 圖 中 的 紅 色 虛 線 )
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 11 (iii) 為 支 架 選 擇 合 適 的 材 料 並 解 釋 一 個 選 擇 的 原 因 (2 分 ) 支 架 選 擇 鋼 作 為 合 適 的 材 料, 堅 固 便 宜 容 易 焊 接 (iv) 建 議 合 適 的 支 架 桿 子 接 合 方 法 及 說 出 一 個 選 擇 的 原 因 (2 分 ) 採 用 焊 接 方 法 接 合, 接 合 位 較 堅 固 (v) 建 議 支 架 的 表 面 處 理 方 法 及 說 出 一 個 選 擇 的 原 因 (2 分 ) 支 架 的 表 面 處 理 採 用 油 漆, 美 觀 及 可 防 止 生 鏽 乙 部 ( 即 文 憑 試 卷 二 丁 ): 視 像 化 及 電 腦 輔 助 設 計 模 塑 (50 分 ) 請 自 備 繪 圖 用 具 : 沿 筆 沿 筆 刨 擦 膠 間 尺 45 度 三 角 板 30/ 30/60 度 三 角 板 圓 孔 板 圓 規 膠 紙 等 溫 習 建 議 : 請 參 考 視 像 化 ( 繪 圖 ) 設 計 學 習 教 材 及 練 習, 過 往 考 試 題 目 ============================================================================= 基 礎 知 識 ( 卷 一 及 卷 二 丙 ) 1. 力 (Force): 當 有 力 施 加 於 物 體 時 令 物 體 移 動, 假 設 沒 有 阻 力, 施 力 會 令 物 體 加 速 施 力 F = ma (m 是 物 體 的 質 量, 以 公 斤 kg 計 ;a 是 加 速 率, 以 m/s 2 計 ;F 以 牛 頓 N 計 ) 1.1 動 能 (Kinetic Energy): 施 力 於 物 體 時 令 物 體 移 動, 施 加 的 能 量 轉 化 成 動 能 1 2 動 能 E = mv (m 是 物 體 的 質 量, 以 公 斤 kg 計 ;v 是 物 體 的 移 動 速 率, 以 m/s 計 算 ; 動 能 以 2 焦 耳 Joule 或 J 計 算 ) 1.2 位 能 或 勢 能 (Potential Energy): 因 為 地 心 引 力 的 原 故, 所 有 靜 止 的 物 體 都 存 有 一 定 的 位 能 施 力 升 高 物 體 時 能 量 轉 化 成 位 能 物 體 下 墜 時 便 會 釋 放 位 能 轉 化 成 動 能 位 能 計 算 E = mgh (m 是 物 體 的 質 量, 以 公 斤 kg 計 算 ;g 是 重 力 加 速 率, 在 地 面 是 9.81m/s, 一 般 可 以 用 10m/s 2 作 簡 略 計 算 ;h 是 高 度 的 改 變, 以 公 尺 m 計 ; 位 能 以 焦 耳 Joule 或 J 計 算 ) 1.3 某 5,000kg 重 ( 質 量 m) 的 貨 車 以 速 率 (v) 20m/s( 米 / 秒 ) 向 前 行 走, 求 它 的 動 能 是 多 少 1 2 動 能 1 E = mv = 5,000 20 2 = 1,000,000J = 1MJ 2 2 1.4 一 個 質 量 為 80 kg ( 千 克 ) 的 人 站 在 地 球 表 面 上 時, 他 感 受 到 地 心 吸 力 的 影 響 有 多 少? ( 注 : 重 力 加 速 率 (g) 為 10m/s 2 ) F = m 傾 a 斜 = m g = 80 10 = 800 N 1.5 一 個 質 量 (m) 為 65kg ( 千 克 ) 的 跳 水 運 動 員 從 10m( 米 ) 高 台 (h) 躍 下, 求 他 的 初 始 位 能 是 多 少 ( 注 : 重 力 加 速 度 (g) 約 為 10m/s 2 ) 位 能 = m g h = 65 10 10 = 6,500 J = 6.5 kj 1.6 一 個 質 量 (m) 為 60kg ( 千 克 ) 的 滑 雪 運 動 員 從 一 個 m 30 0 的 斜 台 滑 下, 求 他 的 加 速 度 (a) 是 多 少 F 2 = F sin 30 0 ( 注 : 重 力 加 速 度 (g) 為 10m/s 2 ) F = m g = 60 10 = 600 N F 2 = F sin 30 0 = 600 0.5 = 300 N 30 F 2 = m a 0 a = F 2 / m = 300 / 60 = 5 m/s 2 2. 應 力 及 應 變 的 計 算 F = mg 2.1 應 力 是 物 體 被 施 加 外 力 時 在 每 單 位 面 積 上 承 受 的 內 力 應 力 = F/m 2, 以 每 平 方 米 所 受 的 力 (N/m 2 ) 計
2.2 應 變 是 物 體 受 壓 力 或 拉 力 時 長 度 改 變 的 比 率 應 變 = (L L) / L (L 是 新 長 度,L 是 原 本 長 度 ) 右 圖 是 彈 性 塑 膠 物 料 的 應 變 與 應 力 特 性, 要 注 意 若 果 應 力 大 過 一 定 限 度, 拉 長 後 的 塑 膠 物 料 將 會 無 法 還 原 2.3 一 塊 橫 切 面 積 (A) 0.001m2,15m 長 (L) 連 桿 的 一 端 受 120N 的 力 (F) 所 拉 動 而 延 長 了 5cm 試 計 算 該 (a) 應 力 = F / A = 120 / 0.001 = 120,000 N/m 2 (b) 應 變 = (L L) / L = (0.05 / 15) = 0.003333 3. 實 體 結 構 - 力 矩 3.1 右 圖 中 槓 桿 支 點 在 施 力 點 與 抗 力 點 ( 負 載 ) 之 間 負 載 產 生 順 時 鐘 的 力 矩, 施 力 產 生 逆 時 鐘 的 力 矩 力 矩 = 力 (F) 施 力 點 與 支 點 距 離 (d) 假 設 槓 桿 在 平 衡 的 狀 態 : 反 時 鐘 力 矩 = 順 時 鐘 力 矩 在 上 圖 中 施 力 d = 負 載 2 d = ( 負 載 2) / 施 力 = (600 2) / 200 = 6 m 3.2 使 用 手 推 車 來 提 起 150N 的 負 載, 並 以 車 輪 作 為 支 點 問 最 少 需 要 多 少 施 力 來 保 持 平 衡 呢? 施 力 (1 + 0.5) = 負 載 0.5 施 力 = ( 負 載 0.5) / 1.5 = 250 0.5 / 1.5 = 83.33 N 3.3 計 算 下 圖 所 示 橫 樑 的 兩 個 支 撐 力 A 及 B 以 B 點 作 支 點 計 算 : 施 力 (200) = 支 撐 力 A (500 + 300 + 200) 支 撐 力 A = 施 力 200 / 1,000 = 2k 0.2 = 0.4 kn 以 A 點 作 支 點 計 算 : 施 力 (300+500) = 支 撐 力 B (500 + 300 + 200) 支 撐 力 B = 施 力 800 / 1,000 = 2k 0.8 = 1.6 kn 或 支 撐 力 B = 施 力 支 撐 力 A = 2 kn 0.4 kn = 1.6 kn 3.3 計 算 右 圖 所 示 橫 樑 的 兩 個 支 撐 力 R A 及 R B 以 R A 點 作 支 點 計 算 : 20 kn 3.5 + 35kN (7 + 3.5) = R B (3.5 + 7 + 3.5) R B = (20k 3.5 + 35k 10.5) / 14 = 31.25 kn 以 R B 點 計 算 : R A (3.5 + 7 + 3.5) = 20k (7 + 3.5) + 35k 3.5 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 12
R A = (20k 10.5 + 35k 3.5) / 14 = 23.75 kn 4.1 人 體 工 程 學 是 將 產 品 設 計 配 合 人 的 體 型 靜 態 及 動 態 活 動 情 感 及 認 知 等 的 科 學 人 體 工 程 學 包 括 : a. 人 類 體 型 大 小 研 究 - 例 如 衣 服 帽 鞋 等 設 計 b. 空 間 設 計 (Spatial design) 的 人 類 活 動 量 度 - 例 如 電 腦 枱 汽 車 座 椅 等 設 計 c. 設 計 中 的 生 理 及 認 知 人 體 工 程 學 - 例 如 針 對 男 女 的 產 品 外 型 及 顏 色 設 計 5. 控 制 系 統 - 由 下 列 部 分 組 成 : 輸 入 部 分 - 負 責 接 收 資 料, 例 如 溫 度 感 應 器 電 話 鍵 盤 處 理 部 分 - 負 責 處 理 資 料, 例 如 放 大 器 晶 體 管 電 子 開 關 微 控 制 器 等 輸 出 部 分 - 包 括 控 制 裝 置 例 如 繼 電 器 等 致 動 器, 受 控 裝 置 例 如 電 燈 蜂 鳴 器 電 動 機 電 話 顯 示 屏 等 5.1 開 環 式 系 統 例 如 電 話 鍵 盤 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 13 5.2 閉 環 式 系 統 系 統 將 輸 出 訊 號 全 部 或 部 分 回 輸 至 輸 入 端 進 行 監 控 和 調 節, 使 輸 出 保 持 在 設 定 的 範 圍 內 例 如 恆 溫 熱 水 爐 自 動 照 明 自 動 恆 速 控 制 等 自 動 系 統 中 5.3 複 雜 的 系 統 由 很 多 不 同 的 子 系 統 來 控 制, 例 如 機 械 電 子 及 氣 動 系 統 等 每 一 子 系 統 都 專 為 某 項 特 定 功 能 而 設 5.4 草 地 自 動 灑 水 裝 置 的 輸 入 - 處 理 - 輸 出 系 統 (I) 輸 入 感 應 泥 土 的 乾 燥 情 況 (II) 處 理 因 應 泥 土 的 乾 燥 情 況 控 制 灑 水 裝 置 (III) 輸 出 泥 土 水 份 不 足 時, 系 統 會 開 啟 灑 水 器 (IV) 反 饋 應 持 續 不 斷 檢 查 泥 土 的 濕 度 濕 度 設 定 電 子 開 關 灑 水 器 濕 度 感 應 器 ( 反 饋 ) 電 子 開 關 不 斷 比 較 ( 處 理 ) 來 自 濕 度 設 定 和 濕 度 感 應 器 的 訊 號 電 壓, 當 濕 度 感 應 器 所 感 應 的 濕 度 低 於 設 定 的 濕 度 時, 開 啟 灑 水 器 當 濕 度 感 應 器 所 感 應 的 濕 度 達 到 設 定 的 濕 度 時, 關 閉 灑 水 器 6. 材 料 - 產 品 採 用 不 同 材 料 製 造, 設 計 時 要 考 慮 材 料 特 性 確 保 適 合 用 途, 材 料 分 三 大 類 : (a) 天 然 材 料 - 例 如 鋁 金 鉛 樹 膠 及 木 等 ; (b) 已 加 工 的 天 然 材 料 - 例 如 水 泥 ( 三 合 土 ) 紙 及 合 金 ; (c) 合 成 材 料 - 例 如 各 類 塑 膠 玻 璃 多 種 化 學 劑 及 藥 物 等 6.1 材 料 常 見 的 物 理 性 質 - (1) 沸 點 (2) 線 性 膨 脹 系 數 (3) 密 度 (4) 導 電 率 (5) 熔 化 潛 熱 (6) 氣 化 潛 熱 (7) 比 熱 容 量 (8) 導 熱 性 等 材 料 的 物 理 性 質 是 不 受 外 在 力 量 所 改 變 的 6.2 材 料 常 見 的 機 械 性 質 - 機 械 性 質 是 指 在 固 態 材 料 上 施 加 力 量 時 所 呈 現 的 特 性 常 見 的 機 械 性 質 包 括 (a) 抗 拉 強 度 (b) 抗 壓 強 度 (b) 延 性 (c) 硬 度 (d) 展 性 (e) 硬 挺 度 等
抗 壓 與 抗 拉 強 度 是 指 材 料 在 施 加 外 力 下 保 持 原 來 模 式 抗 變 形 的 能 力 彈 性 極 限 是 指 容 許 變 形 後 完 全 回 復 原 狀 所 能 承 受 的 最 大 應 力, 超 過 了 形 狀 便 不 能 回 復 7. 物 料 成 形 - 將 材 料 成 形 至 所 需 的 形 狀 及 尺 寸, 以 適 合 指 定 用 途 的 工 作 7.1 金 屬 成 形 - 金 屬 成 形 方 法 有 鋸 銼 鑽 掘 摺 ( 例 如 金 屬 機 箱 ) 鍛 造 ( 例 如 馬 蹄 鐵 ) 鑄 造 ( 例 如 金 屬 雕 塑 ) 沖 壓 ( 例 如 錢 幣 ) 等 7.2 塑 料 成 形 - 塑 料 成 形 方 法 有 鋸 銼 鑽 掘 摺 及 模 塑 ( 需 熱 塑 性 塑 膠 和 加 熱 ) 真 空 吸 塑 注 射 成 形 等 7.3 木 料 成 形 - 木 料 成 形 方 法 有 鋸 銼 鑽 掘 摺 及 模 壓 等 8. 物 料 接 合 8.1 永 久 性 接 合 8.1.1 電 弧 焊 接 - 常 應 用 在 鐵 和 鋼 等 金 屬, 利 用 低 壓 大 電 流 形 成 的 電 弧, 高 溫 將 鋼 焊 枝 與 兩 塊 金 屬 之 間 熔 合, 形 成 十 分 堅 固 的 永 久 性 接 合 8.1.2 軟 焊 及 銅 焊 - 軟 焊 及 銅 焊 的 工 序 有 別 於 焊 接, 就 是 在 目 標 工 件 之 間, 熔 化 那 些 較 低 熔 點 的 材 料 來 加 以 接 合 在 這 種 情 況 下, 工 件 是 不 會 熔 化 的, 例 子 有 電 子 線 路 的 錫 焊 8.1.3 鉚 釘 - 在 兩 件 物 料 鑽 孔, 以 金 屬 釘 穿 過 開 孔, 以 鋼 錘 將 兩 端 錘 打 至 扁 平 將 物 件 固 定 8.1.4 拉 釘 - 只 容 許 在 接 合 面 的 單 一 端 工 作 時 可 使 用 拉 釘 8.1.5 黏 合 - 以 黏 合 劑 將 物 料 接 合, 例 如 白 膠 漿 木 膠 粉 熱 固 性 樹 脂 或 以 溶 劑 將 物 料 直 接 黏 合 8.1.4 金 屬 釘 - 主 要 用 於 接 合 木 料 8.2 半 永 久 性 接 合 8.2.1 螺 絲 釘 - 適 合 木 薄 金 屬 片 及 膠 片 等 8.2.2 螺 栓 及 螺 帽 - 在 兩 件 物 料 鑽 孔, 以 螺 栓 及 螺 帽 接 合 其 中 一 件 物 料 的 孔 可 以 攻 上 螺 紋 便 毋 須 螺 帽 8.2.3 榫 接 合 - 物 件 以 凹 凸 方 式 互 相 扣 著 來 接 合, 常 見 於 木 器 和 膠 制 產 品 9. 表 面 處 理 9.1 表 面 處 理 包 括 打 磨 和 覆 蓋 9.2 金 屬 表 面 處 理 方 法 有 ( 一 ) 打 磨 和 拋 光 ;( 二 ) 電 鍍 ;( 三 ) 油 漆 和 噴 漆 ;( 四 ) 粉 末 噴 塗 ( 搪 瓷 ); ( 五 ) 包 膠 等 9.3 木 料 表 面 處 理 方 法 有 ( 一 ) 打 磨 ;( 二 ) 油 漆 和 噴 漆 ;( 三 ) 貼 裝 飾 膠 面 等 9.4 塑 料 表 面 處 理 方 法 有 ( 一 ) 打 磨 和 拋 光 ;( 二 ) 油 漆 和 噴 漆 ;( 三 ) 靜 電 金 屬 電 鍍 等 10. 生 產 程 序 - 製 造 系 統 10.1 四 種 基 本 生 產 程 序 類 型 是 :( 一 ) 單 一 或 零 散 生 產, 例 如 訂 制 個 人 衣 服 ;( 二 ) 批 量 生 產, 例 如 學 校 訂 制 學 生 書 桌 ;( 三 ) 大 量 生 產, 例 如 生 產 流 動 電 話 ;( 四 ) 連 續 生 產, 例 如 生 產 紙 張 10.2 最 簡 單 製 造 系 統 的 模 式 大 多 是 由 掌 握 全 部 工 序 的 熟 練 技 工 生 產, 他 們 多 以 家 居 作 為 工 場, 為 個 別 顧 客 製 造 商 品, 大 部 分 工 件 都 是 獨 一 無 二, 例 如 訂 制 衣 服 和 傢 俱 10.3 製 造 系 統 的 四 項 輸 入 元 素 - 材 料 (Materials) 機 器 (Machines) 人 力 (Manpower) 及 金 錢 (Money) 10.4 批 量 生 產 和 大 量 生 產 的 不 同 之 處 間 歇 生 產 vs 大 量 標 準 產 品 為 大 規 模 的 市 場 而 生 產 ; 製 造 工 作 分 為 多 個 操 作 vs 使 用 專 門 設 備 去 生 產 特 定 產 品 ; 聘 用 高 技 能 的 員 工 vs 低 技 術 的 勞 工 ; 每 項 操 作 都 是 獨 立 的 vs 大 量 生 產 使 用 流 水 線 或 裝 配 線 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 14
11. 機 械 系 統 11.1 齒 輪 傳 動 a. 求 它 們 的 齒 數 比 (A:D) A C 10 10 1 齒 數 比 (A:D) = = = = 1:16 B D 40 40 16 b. 被 動 輪 (D) 的 轉 速 較 主 動 輪 慢 c. 被 動 輪 的 轉 動 方 向 與 主 動 輪 的 轉 動 方 向 相 同 d. 在 齒 輪 和 軸 承 施 加 潤 滑 機 油 減 低 摩 擦 力 損 耗 11.2 凸 輪 及 隨 動 件 ( 一 ) 右 圖 的 機 械 裝 置 的 圓 形 凸 輪 轉 動 時, 隨 動 件 ( 模 型 的 手 臂 ) 會 暢 順 地 不 停 上 下 移 動 若 改 用 梨 形 凸 輪, 隨 動 件 ( 模 型 的 手 臂 ) 會 在 一 段 時 間 保 持 不 動, 然 後 會 暢 順 地 向 上 然 後 向 下 移 動 週 而 復 始 11.3 凸 輪 及 隨 動 件 ( 二 ) 右 圖 的 劊 子 手 機 械 模 型 裝 置 設 計 採 用 了 下 降 凸 輪, 下 降 凸 輪 轉 動 時, 該 模 型 的 手 臂 在 一 段 時 間 內 會 保 持 在 同 一 水 平, 之 後, 便 會 慢 慢 上 升 直 至 突 然 下 降 結 果 來 說, 該 模 型 的 斧 頭 看 來 像 作 出 劈 的 動 作 11.4 棘 輪 機 械 裝 置 是 只 可 單 方 向 轉 動 的 機 械 裝 置, 例 子 有 入 閘 機 棘 爪 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 15 軸 棘 輪 11.5 凸 輪 和 隨 動 玩 具 設 計 - 該 玩 具 必 須 能 夠 上 下 或 左 右 移 動 該 設 計 須 塗 上 色 彩
11.6 曲 柄 及 滑 塊 機 械 裝 置 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 16 可 以 將 活 塞 X 的 前 後 線 性 運 動 轉 成 曲 柄 的 旋 轉 運 動 或 可 以 將 曲 柄 的 旋 轉 運 動 轉 成 活 塞 X 的 前 後 線 性 運 動 利 用 潤 滑 機 油 可 減 低 軸 承 及 活 塞 與 氣 缸 壁 的 摩 擦 力 損 耗 12. 實 體 結 構 - 橫 樑 及 框 架 12.1 試 分 析 下 列 各 圖 所 承 受 的 力 是 甚 麼 性 質 a. c. 屈 曲 應 力 b. 壓 應 力 d. 拉 張 應 力 剪 切 應 力 12.2 橫 樑 抵 禦 外 加 的 負 荷 的 三 種 主 要 的 內 應 力 是 屈 曲 應 力 (bending stresses) 剪 切 應 力 (shearing stresses) 及 垂 直 壓 應 力 (normal stresses) 屈 曲 應 力 剪 切 應 力 垂 直 壓 應 力
12.3 支 柱 及 繫 桿 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 17 結 構 ( 一 ) 旗 竿 結 構 ( 二 ) 牆 及 橫 樑 結 構 ( 一 ) 旗 竿 (a) 兩 邊 的 繫 桿 用 以 固 定 支 柱, 橫 向 風 力 轉 為 繫 桿 的 拉 張 力 (b) 旗 竿 的 作 用 為 支 柱, 將 繫 桿 的 拉 張 力 轉 為 垂 直 壓 應 力 結 構 ( 二 ) 牆 及 橫 樑 (a) 繫 桿 承 受 橫 樑 的 部 份 重 力, 轉 為 繫 桿 的 拉 張 力 (b) 牆 的 作 用 為 支 柱, 將 橫 樑 的 重 力 轉 為 垂 直 壓 應 力 聚 氨 基 甲 酸 酯 (PU) 是 熱 固 性 塑 料 聚 苯 乙 烯 (PS) 或 亞 加 力 膠 (PMMA) 是 熱 塑 性 塑 料 13. 產 品 設 計 及 材 料 選 擇 13.1 產 品 的 設 計 必 須 著 眼 於 以 下 元 素 : (i) 以 用 家 主 導 - 產 品 能 真 正 配 合 用 家 的 需 要 要 求 和 限 制 ; (ii) 注 意 健 康 及 安 全 - 產 品 對 人 沒 有 潛 在 危 險, 符 合 衛 生 和 安 全 規 定 ; (iii) 專 業 操 守 - 產 品 達 到 社 會 責 任 即 產 品 安 全 ; (iv) 產 品 棄 置 - 使 用 環 保 和 循 環 再 造 材 料, 減 少 破 壞 環 境 和 浪 費 資 源 13.2 知 識 產 權 符 號 (1) 商 標 TM;(2) 專 利 註 冊 ;(3) 外 觀 註 冊 行 業 標 誌 SM; 版 權 13.3 可 持 續 發 展 - 重 點 是 要 平 衡 人 類 的 需 要 和 自 然 環 境 的 保 護, 它 不 僅 有 助 滿 足 人 類 現 在 的 需 要, 亦 延 伸 至 長 遠 的 將 來 13.4 科 技 對 環 境 影 響 : 例 如 溫 室 效 應 環 境 污 染 耗 損 大 氣 臭 氧 層 不 平 衡 的 生 態 環 境 及 浪 費 資 源 13.5 可 持 續 發 展 及 綠 色 設 計 皆 屬 無 污 染 環 境 保 護 技 術, 包 括 : ( 一 ) 可 再 生 能 源 例 如 風 力 太 陽 能 生 物 質 能 水 力 和 生 物 燃 料 ; ( 二 ) 資 訊 科 技 ; ( 三 ) 環 保 交 通 工 具 例 如 集 體 運 輸 系 統 及 電 動 車 ; ( 四 ) 節 能 電 器 例 如 省 電 光 管 LED 燈 智 能 燈 高 效 能 電 器 ( 能 源 標 籤 ) 等 ; ( 五 ) 廢 物 回 收 再 造 技 術 無 毒 物 料 製 造 技 術 等 13.6 設 計 文 化 - 美 國 設 計 以 消 費 主 義 和 市 場 力 量 為 基 礎 ; 歐 洲 的 設 計 著 重 功 能, 較 理 性 和 務 實 ; 日 本 產 品 設 計 著 重 創 意 質 量 可 靠 性 價 格 送 貨 安 排 和 售 後 服 務 等 要 素 ; 中 國 大 陸 則 著 眼 於 生 產 快 成 本 低 但 產 品 質 素 普 通 缺 乏 品 質 保 證 及 可 靠 性 13.7 製 造 廠 商 類 型 : ( 一 ) 原 始 設 備 製 造 OEM - 製 造 商 以 自 家 設 備 根 據 原 廠 提 供 的 設 計 及 規 格 代 工 生 產, 原 廠 以 自 己 品 牌 出 售 ( 二 ) 原 始 設 計 製 造 ODM - 製 造 商 會 根 據 品 牌 公 司 的 指 示 設 計 整 件 產 品 或 產 品 的 部 分 和 製 造, 甚 至 主 動 設 計 和 銷 售 自 己 的 產 品 予 品 牌 公 司 ( 三 ) 自 有 品 牌 生 產 OBM - 建 立 自 己 的 品 牌 及 自 行 設 計 生 產 和 銷 售 產 品, 有 些 品 牌 公 司 會 將 部 份 產 品 以 OEM 或 ODM 形 式 生 產 以 降 低 成 本
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 18 自 有 品 牌 生 產 和 原 始 設 計 製 造 公 司 需 要 有 產 品 研 發 和 創 新 設 計 的 能 力, 領 導 市 場, 優 勢 是 盈 利 豐 厚, 特 別 是 自 有 品 牌 生 產 公 司 原 始 設 備 製 造 公 司 只 需 根 據 品 牌 公 司 的 設 計 來 製 造, 毋 須 大 力 投 資 研 發 和 創 新, 但 回 報 相 應 也 低 和 受 制 於 品 牌 公 司 13.8 產 品 市 場 學 - 產 品 的 成 功 取 決 於 5P, 所 指 的 是 產 品 (Product), 位 置 (Position), 宣 傳 (Promotion), 價 格 (Price) 及 包 裝 (Packaging), 是 產 品 符 合 市 場 期 望 的 成 功 因 素 產 品 要 有 吸 引 目 標 客 戶 的 賣 點, 選 擇 合 適 的 分 銷 渠 道 到 達 目 標 客 戶 位 置, 以 有 效 的 宣 傳 例 如 廣 告 等 提 高 產 品 知 名 度, 以 合 理 價 格 滲 透 市 場, 以 美 觀 的 外 型 和 包 裝 吸 引 客 戶 13.9 材 料 選 擇 - 設 計 師 或 工 程 師 為 產 品 選 擇 合 適 材 料 時, 需 考 慮 材 料 的 特 性 和 用 途, 包 括 用 途 要 求 的 特 性 材 料 成 本 及 涉 及 的 生 產 工 序 下 圖 為 港 鐵 站 及 運 動 場 的 公 共 座 椅 : 港 鐵 站 公 共 座 椅 運 動 場 公 共 座 椅 材 料 : 不 鏽 鋼 材 料 : 塑 膠 考 慮 因 素 : 室 內 用 不 容 易 生 鏽, 堅 固, 耐 用 考 慮 因 素 : 室 外 用, 可 摺 抗 腐 蝕, 可 大 量 生 產 成 本 低 13.10 汽 車 車 身 材 料 選 擇 - 玻 璃 纖 維 強 化 塑 料 和 碳 纖 維 強 化 塑 料 是 需 要 經 人 手 製 模 造 成, 故 此 成 本 十 分 高 昂 鋼 和 鋁 的 成 形 可 以 運 用 模 具 加 工 壓 成 鋼 比 較 鋁 堅 固, 容 易 焊 接 和 價 格 更 便 宜, 製 造 成 本 最 低, 具 有 明 顯 優 勢 13.11 標 準 元 件 - 元 件 生 產 商 專 注 設 計 和 大 量 生 產 標 準 元 件, 能 降 低 生 產 成 本 產 品 製 造 商 從 元 件 生 產 商 購 買 標 準 元 件 安 裝 到 產 品 上, 較 自 行 生 產 的 成 本 更 低 14. 材 料 及 結 構 : 負 荷 對 結 構 的 影 響 總 是 取 決 於 以 下 三 點 : 它 的 重 量 值 ( 以 牛 頓 Newton 單 位 來 量 度 ) 它 的 施 力 方 向 ( 從 水 平 基 準 面 的 逆 時 針 方 向 量 度, 水 平 3 點 鐘 方 向 為 0 度 ) 負 荷 的 施 力 點 及 分 布 - 分 布 有 點 負 荷 和 分 布 負 荷 14.1 分 力 及 合 力 在 工 程 學 上, 力 可 分 解 為 垂 直 分 力 和 水 平 分 力, 方 便 計 算 兩 個 以 上 不 同 方 向 的 力 的 最 終 合 力 求 下 圖 的 分 力 V 垂 直 分 力 120N 水 平 分 力, H = F cosθ = 120cos 40 0 = 91. 93N 垂 直 分 力, V = F sinθ = 120sin 40 0 = 77. 13N P 40 0 H 水 平 分 力
14.2 兩 支 連 桿 的 內 力 施 在 同 一 點 K 上, 利 用 分 解 法 求 : 250N Y 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 19 120 K 100N X (a) X 軸 淨 力, H = 250cos120 0 + 100 = 125 + 100 = 25N (b) Y 軸 淨 力, V = 250sin120 0 = 216. 5N 固 定 力 矩 2 2 2 2 (c) 總 合 力, F = H + V = ( 25) + 216.5 = 217. 9N 1 216.5 0 (d) 總 合 力 (F) 與 X 軸 形 成 的 角 度, θ = tan = 83.41 25 15. 力 矩 剪 力 與 彎 矩 垂 直 作 用 力 物 體 的 轉 動 效 應 取 決 於 施 力 點 ( 負 載 ) 力 矩 在 特 定 的 一 點 (P) 的 定 P 義, 是 將 施 加 於 該 點 的 力 (F) 乘 以 它 與 其 作 用 線 相 距 的 垂 直 距 離 (d) 力 矩 = F d ( 單 位 Nm) d 負 載 F 15.1 求 支 架 上 的 支 撐 點 R A 和 R B 的 反 作 用 力 是 多 少? 若 槓 桿 平 衡 : 逆 時 鐘 力 矩 = 順 時 鐘 力 矩 假 設 R A 為 支 點 : 1,000 4 = R B (4 + 6) 1000 4 R B = = 400N 10 RA = 1000 RB = 1000 400 = 600N 試 畫 出 剪 力 圖 形 : 400N A B 試 畫 出 彎 矩 圖 形 : 2,500N -600N 彎 矩 = WL 4 1,000 10 = = 2,500N 4 A B
15.2. 求 支 架 上 的 支 撐 點 R A 和 R B 的 反 作 用 力 是 多 少? 14N 28N 2m 3m 2m 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 20 R A a. 設 R A 為 支 點 : (14 2) + [28 (2 + 3)] = [R B (2 + 3 + 2)] 168 = 7 R B R B = 24 N R A = (14 + 28) - R B = 42-24 = 18 N b. 畫 出 剪 力 圖 : R B R A R A 18N 4N c. 畫 出 彎 矩 圖 : -24N 15.3 一 貨 物 500N 均 佈 負 載 擺 放 於 一 木 桿 AB 上, 求 最 大 的 彎 矩 是 多 少? b. 畫 出 剪 力 圖 : 剪 力 = W = 2 500 2 = 250N A 250N B -250N c. 畫 出 彎 矩 圖 : 625N A B
最 大 彎 矩 = WL 8 500 10 = = 625N 8 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 21 15.4 一 跳 板 長 8m 固 定 於 一 支 撐 牆 上, 其 末 端 可 承 受 500N 力 求 支 撐 牆 上 的 反 作 (10 分 ) 用 力 為 多 少 ( 跳 板 重 量 可 以 忽 略 不 算 ) 500N 8m b. 畫 出 剪 力 圖 : 剪 力 = W = 500N c. 畫 出 彎 矩 圖 : WL 500 8 最 大 彎 矩 = = = 2,000N 2 2 中 央 點 荷 載 負 荷 15.5 剪 力 和 彎 矩 的 標 準 例 子 簡 單 支 架 横 梁 W 均 佈 W/2 W/2 L 末 端 點 荷 載 W/2 W (total) W/2 L 懸 臂 梁 W 均 佈 荷 載 L W (total) 500N 圖 剪 力 圖 彎 矩 W/2 W/2 W W -2,000N -W/2 -W/2 -WL 圖 WL/4 WL/8 L -WL/2
16. 框 架 結 構 及 安 全 系 數 結 構 一 般 有 箱 型 結 構 拱 型 結 構 和 框 架 型 結 構 框 架 型 結 構 以 三 角 型 支 架 結 構 最 堅 固 16.1 右 圖 框 架 原 有 5 條 桿 子, 結 構 不 夠 堅 固, 要 達 到 足 夠 穩 固 所 需 桿 子 數 目 由 下 式 計 算 : b = 2j 3 = 2 5 3 = 7 (b 是 足 夠 穩 固 所 需 桿 子 數 目,j 是 桿 子 間 的 連 接 點 數 目 ) 需 額 外 加 多 2 條 桿 子 ( 以 虛 線 顯 示 ) 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 22 16.2 右 圖 框 架 原 有 7 條 桿 子, 結 構 不 夠 堅 固, 要 達 到 足 夠 穩 固 所 需 桿 子 數 目 由 下 式 計 算 : b = 2j - 3 = 2 7 3 = 11 需 額 外 加 多 4 條 桿 子 ( 以 虛 線 顯 示 ) 16.3 利 用 圖 文, 解 釋 一 座 茶 几 如 何 增 加 桿 子 的 數 量, 令 它 達 到 恰 當 的 堅 固 狀 態 以 茶 几 其 中 一 邊 計 算 要 達 到 足 夠 硬 挺 度 所 需 扁 枝 數 目, b = 2j - 3 = 2 4 3 = 5, 需 額 外 加 多 2 條 桿 子 ( 以 虛 線 顯 示 ) 16.4 負 荷 系 數 - 設 計 負 荷 與 預 計 負 荷 ( 稱 為 工 作 負 荷 ) 的 比 例 稱 為 負 荷 系 數 16.5 安 全 系 數 - 破 壞 應 力 與 預 計 應 力 ( 稱 為 工 作 應 力 ) 的 比 例 稱 為 安 全 系 數 16.6 圖 中 鏟 子 支 架 預 計 可 承 受 250 kg 貨 物, 在 測 試 過 程 中, 當 它 承 受 220 kg 後, 鏟 子 即 呈 現 彎 曲 下 墜, 求 它 的 負 荷 系 數 是 多 少 220 負 荷 系 數 = = 0. 764 250 利 用 圖 文, 解 釋 上 圖 的 鏟 子, 如 何 令 它 增 加 負 載 能 力 而 不 會 向 下 彎 而 撕 裂? b = 2 j -3 = 2 x 3-3 = 3 要 達 到 足 夠 硬 挺 度 需 要 3 條 扁 枝, 因 此 要 額 外 加 多 一 條 如 圖 所 示, 另 一 邊 未 加 當 鏟 子 改 良 後, 負 載 能 力 提 昇 至 420kg 後 才 呈 現 彎 曲 下 墜, 求 它 的 安 全 系 數 是 多 少 420 安 全 系 數 = = 1. 68 250
設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 23 16.7 下 圖 是 相 同 長 度 但 不 同 橫 切 面 的 橫 樑 (A) 和 (B), 在 承 受 負 荷 時, 試 解 釋 哪 類 橫 樑 的 負 載 能 力 較 強 橫 樑 (A) 橫 樑 (B) 以 相 同 橫 切 面 面 積 計 ( 用 料 量 相 同 ), 中 空 管 的 機 械 強 度 較 高, 負 荷 力 較 強 17. 槓 桿 機 械 滑 輪 機 械 齒 輪 機 械 機 械 利 益 速 度 比 齒 輪 比 扭 矩 角 速 度 功 率 機 械 損 耗 機 械 效 率 機 械 用 來 傳 送 機 械 運 動, 簡 單 機 械 種 類 有 槓 桿 機 械 滑 輪 機 械 齒 輪 機 械 等 17.1 槓 桿 種 類 第 一 類 槓 桿 : 支 點 在 施 力 點 和 抗 力 點 ( 負 載 ) 的 中 間 既 可 能 省 力 的, 也 可 能 費 力 的, 主 要 由 支 點 的 位 置 決 定 ; 或 是 由 施 力 臂 和 抗 力 臂 的 長 度 決 定 施 力 與 抗 力 的 運 動 方 向 相 反 省 力 時 則 抗 力 ( 負 載 ) 移 動 距 離 會 比 施 力 移 動 距 離 少 例 子 : 秤 剪 刀 鉗 等 第 二 類 槓 桿 : 抗 力 點 在 施 力 點 和 支 點 中 間 由 於 施 力 臂 總 是 大 於 抗 力 臂, 所 以 它 是 省 力 槓 桿 抗 力 ( 負 載 ) 移 動 距 離 會 比 施 力 移 動 距 離 少 施 力 與 抗 力 的 運 動 方 向 相 同 例 子 : 核 桃 夾 子 開 瓶 蓋 器 運 水 泥 和 磚 等 的 手 推 車 第 三 類 槓 桿 : 施 力 點 在 支 點 和 抗 力 點 中 間 施 力 臂 比 抗 力 臂 短, 所 以 這 類 槓 桿 是 費 力 槓 桿, 然 而 能 夠 節 省 距 離 和 方 便 工 作 例 子 : 魚 竿 鍬 掃 帚 球 棍 等 以 一 手 為 支 點, 一 手 為 施 力 的 器 械 人 類 手 臂 和 下 顎 都 是 類 似 結 構 機 械 利 益 : 負 荷 (Load,L) 與 施 力 (Effort,E) 的 比 例 稱 為 機 械 利 益 (M.A.) L M. A. = E ( 機 械 利 益 大 過 1 是 省 力 機 原 械, 小 過 1 是 費 力 機 械 ) 17.2 槓 桿 例 子 ( 一 ) E =50N 1.5m 3.6m L =120N K 負 荷 (Load) 與 施 力 (Effort) 的 比 例 稱 為 機 械 利 益 (M.A.) 以 較 小 的 施 力 推 動 較 重 的 負 荷 機 械 利 益 (M.A.) 大 於 1, 即 是 一 台 省 力 的 機 械
L 120 M. A. = = = 2.4 ; 這 是 一 台 省 力 的 機 械 E 50 17.3 右 圖 是 一 個 核 桃 夾 子, 可 輕 易 將 核 桃 的 硬 殼 壓 破, 它 採 用 的 是 第 2 類 的 槓 桿 原 理 施 力 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 24 支 點 抗 力 施 力 這 個 核 桃 夾 子 選 用 不 鏽 鋼 製 造 最 合 適 理 由 是 硬 度 足 夠 和 不 易 生 鏽 若 果 核 桃 位 置 距 離 支 點 2 厘 米, 在 距 離 支 點 10 厘 米 的 手 柄 上 施 以 共 100N 的 力, 請 問 核 桃 受 到 的 壓 力 是 多 少? 施 力 施 力 點 與 支 點 間 距 離 = 抗 力 抗 力 點 與 支 點 間 距 離 100 10 = F 2 100 10 核 桃 受 到 的 壓 力 ( F) = = 500N 2 這 是 一 個 省 力 機 械, 因 為 施 力 比 抗 力 小 試 改 良 核 桃 夾 的 設 計 使 它 更 符 合 人 體 工 學 畫 出 你 的 設 計 圖 並 說 明 理 由 建 議 在 把 柄 包 上 膠 套, 設 凹 凸 位 配 合 手 指 位, 達 到 更 舒 適 及 防 滑 效 果 17.4 滑 輪 機 械 上 圖 是 一 個 簡 單 滑 輪 起 重 系 統, 以 人 力 操 作 施 加 2,500N 的 力 便 可 升 起 12,000N 的 貨 物 拉 動 3m 長 的 纜 繩 時 可 將 貨 物 升 高 0.5m (i) 機 械 利 益 L 12,000 機 械 利 益 = 負 載 (Load) / 施 力 (Effort); M. A. = = = 4. 8 E 2,500 (ii) 速 度 比 ( 滑 輪 速 度 比 = 滑 輪 數 目 :1, 以 上 圖 計 速 度 比 = 6:1) 3 速 度 比 = 施 力 移 動 距 離 (de) / 負 載 移 動 距 離 (dl); V. R. = = 6 0.5 (iii) 機 械 效 率 (3 分 )
M. A. 4.8 機 械 效 率 = 機 械 利 益 / 速 度 比 ; η = = = 0. 8 或 80% V. R. 6 (iv) 試 解 釋 為 何 機 械 效 率 不 能 做 到 100% 的 兩 個 原 因? 機 械 效 率 不 能 做 到 100% 的 原 因 是 (1) 纜 繩 與 滑 輪 間 存 在 摩 擦 力,(2) 滑 輪 軸 與 軸 承 間 存 在 摩 擦 力, 損 耗 了 部 份 傳 送 的 能 量 (v) 提 議 一 個 能 提 升 滑 輪 起 重 系 統 機 械 效 率 的 方 法 可 以 在 滑 輪 和 纜 繩 間 軸 和 軸 承 間 加 上 潤 滑 劑 來 減 少 摩 擦 力, 提 升 滑 輪 起 重 系 統 機 械 效 率 17.5 (a) 下 圖 展 示 一 個 玩 具 車 的 複 合 齒 輪 傳 動 系 統, 它 包 括 一 個 有 四 個 齒 輪 的 齒 輪 組 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 25 各 齒 輪 的 齒 數 目 如 下 : 齒 輪 W X Y Z 齒 數 20 60 15 45 (i) 求 下 列 齒 輪 組 的 速 度 比 : W 和 X 速 度 比 = 施 力 移 動 距 離 / 負 載 移 動 距 離 或 = 主 動 輪 轉 速 / 被 動 輪 轉 速 或 = 被 動 輪 的 齒 數 目 / 主 動 輪 的 齒 數 目 X 60 V. R. = = = 3 W 20 Y 和 Z Z 45 V. R. = = = 3 Y 15 W 和 Z X Z V. R. = = 3 3 = 9 W Y (ii) 若 電 動 機 轉 速 為 每 分 鐘 2,400 轉, 試 計 算 車 輪 轉 速 是 多 少 轉? 速 度 比 = 施 力 移 動 距 離 / 負 載 移 動 距 離 = 主 動 輪 轉 速 / 被 動 輪 轉 速 2,400 被 動 輪 每 分 鐘 轉 速 = 主 動 輪 轉 速 / 速 度 比 = = 266.7r. p. m 9 (iii) 以 (ii) 的 答 案, 求 車 輪 的 角 速 度 是 多 少? 角 速 度 = 每 秒 轉 速 x 2π = (266.7 / 60) x 2π = 27.93 radian/second (iv) 若 電 動 機 扭 矩 是 0.05Nm, 求 車 輪 的 功 率 和 扭 矩 車 輪 ( 負 載 ) 扭 矩 = 電 動 機 ( 施 力 ) 扭 矩 x 速 度 比 = 0.05 x 9 = 0.45 Nm
車 輪 ( 負 載 ) 的 功 率 = 施 力 x 施 力 移 動 距 離 = 車 輪 扭 矩 x 車 輪 角 速 度 = 0.45 x 27.93 = 12.57 W( 瓦 ) 18.1 塑 膠 (Plastic) 的 類 別 及 用 途 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 26 18.2 塑 膠 是 怎 樣 煉 製 成 的? 塑 料 ( 或 塑 膠 ) 是 指 以 高 分 子 量 的 合 成 樹 脂 為 主 要 組 分, 加 入 適 當 添 加 劑, 如 增 塑 劑 穩 定 劑 阻 燃 劑 潤 滑 劑 著 色 劑 等, 經 加 工 成 型 的 塑 性 ( 柔 韌 性 ) 材 料, 或 固 化 交 聯 形 成 的 剛 性 材 料 塑 膠 的 原 始 目 標 是 用 為 電 絕 緣 物, 自 從 發 現 電 木 以 來, 屢 經 改 良, 塑 膠 大 有 助 於 超 高 壓 的 發 展 和 薄 膜 電 子 零 件 的 進 步 電 器 絕 緣 ( 例 如 導 線 的 絕 緣 層, 或 電 子 零 件 的 外 殼 ) 機 械 材 料 ( 因 為 具 有 比 金 屬 輕 與 防 鏽 蝕 的 特 性 ) 建 築 材 料 與 傢 俱 材 質 包 裝 材 料 ( 例 如 : 塑 膠 袋 ) 人 造 纖 維 ( 例 如 : 尼 龍 ) 18.3 塑 膠 分 類 根 據 熱 性 能 和 加 工 性 能 熱 塑 性 塑 料 : 受 熱 軟 化 並 可 反 覆 加 熱 成 型 如 聚 氯 乙 烯 塑 料 聚 丙 烯 塑 料 熱 固 性 塑 料 : 受 熱 固 化 定 型 後 不 能 再 加 熱 熔 融 成 型 如 酚 醛 塑 料 脲 醛 塑 料
18.4 縮 寫 名 稱 用 途 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 27 1. PET 聚 對 苯 二 甲 酸 乙 二 酯 - 亦 常 被 稱 為 聚 酯 常 見 於 寶 特 瓶 2. HDPE 高 密 度 聚 乙 烯 - 常 見 於 洗 劑 容 器 牛 奶 瓶 超 級 市 場 膠 袋 3. PVC 聚 氯 乙 烯 - 常 見 於 管 道 戶 外 傢 俱 雨 衣 4. LDPE 低 密 度 聚 乙 烯 - 常 見 於 牙 膏 或 洗 面 乳 的 軟 管 包 裝 5. PP 聚 丙 烯 - 常 見 於 瓶 蓋 吸 管 微 波 爐 食 物 盒 6. PS 聚 苯 乙 烯 - 分 為 未 發 泡 或 已 發 泡 未 發 泡 即 保 麗 龍, 常 見 於 部 分 飲 品 ( 如 益 力 多 ) 容 器 ; 已 發 泡 即 俗 稱 的 發 泡 膠, 常 見 於 包 裝 用 膠 粒 一 次 性 保 溫 膠 杯 包 裝 凍 肉 盛 器 飯 盒 7. OTHER - 其 他 可 回 收 利 用 的 塑 料 製 品 包 括 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 (PMMA) 聚 碳 酸 酯 (PC), 聚 乳 酸 (PLA) 尼 龍 (Nylon) 及 玻 璃 鋼 (FRP) 雙 向 拉 伸 聚 乳 酸 薄 膜 (BOPLA) 等 18.5 環 保 問 題 自 面 世 以 來, 塑 料 得 到 廣 泛 應 用, 但 同 時 亦 產 生 嚴 重 的 環 境 問 題 塑 膠 垃 圾 難 以 自 然 分 解, 導 致 固 體 廢 物 的 增 加 ; 若 流 入 海 洋 中, 亦 會 導 致 海 洋 生 物 誤 食 窒 息 中 毒 等, 影 響 海 洋 生 態 ; 焚 化 塑 膠 垃 圾 亦 會 造 成 空 氣 污 染, 部 份 塑 膠, 如 聚 氯 乙 烯 (PVC) 和 聚 碳 酸 酯 (Polycarbonates) 或 更 會 在 某 些 條 件 下 釋 出 有 害 物 質 或 內 分 泌 干 擾 素, 危 害 生 物 的 生 育 機 能 因 此, 減 少 使 用 和 回 收 再 造 塑 膠 成 為 環 境 保 護 中 一 項 重 要 的 工 作 但 很 可 惜, 塑 料 的 回 收 並 不 容 易, 推 行 成 效 亦 不 理 想 與 金 屬 回 收 比 較, 塑 料 回 收 最 大 問 題 是 難 以 用 機 器 進 行 自 動 分 類, 工 序 牽 涉 大 量 人 力 除 了 容 器 通 常 以 單 一 塑 料 造 成 以 外, 不 少 塑 膠 製 品 皆 以 多 種 不 同 材 料 裝 配 而 成, 將 其 解 體 的 成 本 可 能 比 回 收 得 來 的 塑 料 價 錢 高 而 且, 部 分 種 類 的 塑 料 回 收 沒 有 經 濟 價 值, 例 如 發 泡 膠 這 類 塑 膠 垃 圾 通 常 會 被 掩 埋 或 焚 化 現 時, 美 國 回 收 塑 料 佔 有 的 比 重 很 低, 只 有 5% 18.6 可 分 解 塑 膠 用 可 降 解 的 澱 粉 塑 料 ( 生 物 可 降 解 塑 膠 ) 製 造 的 餐 刀, 叉 子 和 匙 可 分 解 塑 膠 能 於 陽 光 下 分 解 亦 有 於 塑 料 中 加 入 澱 粉 使 其 更 易 於 生 物 分 解, 但 分 解 仍 不 完 全 亦 有 人 利 用 基 因 改 造 細 菌 產 生 完 全 可 生 物 分 解 的 塑 料, 但 成 本 仍 高 昂 19.1 金 屬 特 性 金 屬 的 普 遍 特 性 : 有 光 澤 堅 硬 可 鍛 可 延 展, 並 且 是 良 好 的 導 熱 和 導 電 體 19.2 常 見 金 屬 鐵 - 呈 銀 灰 色, 是 最 常 用 的 金 屬, 容 易 氧 化 ( 生 鏽 ), 可 以 電 弧 焊 接 鋼 - 呈 銀 灰 色, 在 鐵 加 入 碳 元 素 成 為 鋼, 以 提 高 硬 度, 可 以 電 弧 焊 接 銅 - 呈 淺 紅 色, 良 好 導 電 體, 硬 度 比 鐵 為 低, 可 焊 接 鋁 - 呈 銀 白 色, 比 較 軟, 不 易 氧 化, 難 焊 接 19.3 合 金 在 金 屬 中 加 入 其 他 元 素 製 成 合 金 以 改 良 金 屬 的 特 性, 例 如 較 輕 較 硬 防 氧 化 等 常 用 合 金 的 例 子 : 青 銅 黃 銅 不 鏽 鋼 鋁 合 金 鉛 錫 合 金 ( 軟 焊 用 的 焊 料 ) 20.1 設 計 原 理 設 計 元 素 : 點 線 面 形 狀 (2D) ( 真 實 抽 象 幾 何 有 機 ) 立 體 (3D) 顏 色 ( 深 淺 色 陰 影 及 漸 變 顏 色 特 性 : 明 度 飽 和 度 色 相 色 溫 例 如 冷 色 和 暖 色 近 似 色 和 互 補 色 ) 質 感 ( 視 覺 和 觸 覺 ) 質 量 空 間 ( 透 視 重 叠 比 例 ) 等 設 計 原 理 ( 營 造 手 法 ): 均 衡 不 均 衡 重 複 漸 變 幅 射 漸 變 聚 散 近 似 對 比 特 異 和 諧 對 稱 平 衡 不 對 稱 平 衡 統 一 性 焦 點 節 奏 等
21. 生 產 程 序 及 製 造 21.1 塑 膠 產 品 製 造 程 序 21.1.1 注 射 成 形 法 此 方 法 用 作 模 塑 熱 塑 性 塑 膠 工 作 過 程 : 注 射 成 形 機 由 注 射 組 件 及 模 具 組 成 ; 膠 粒 放 於 送 料 斗 內, 然 後 經 螺 旋 桿 推 入 發 熱 區 至 熔 化 ; 熔 化 後 的 塑 膠 經 高 壓 注 射 入 可 分 裂 模 具 內 ; 塑 膠 溶 液 注 滿 模 具 後 讓 其 冷 卻 ; 模 具 打 開 及 移 出 製 成 品 ; 模 具 再 閉 合, 然 後 重 複 工 序 21.1.2 真 空 吸 塑 成 型 真 空 吸 塑 成 型 常 用 於 產 品 包 裝 製 造 工 序 如 下 : 步 驟 一 : 先 把 膠 片 緊 1 和 加 熱 軟 化 步 驟 二 : 把 工 模 升 高 到 膠 片 表 面 處 步 驟 三 : 把 真 空 成 型 機 內 空 氣 抽 走, 大 氣 壓 力 便 會 把 膠 片 壓 成 模 具 的 形 狀 ) 21.1.3 中 空 吹 塑 成 型 中 空 吹 塑 成 型 常 用 於 製 造 塑 膠 瓶 中 空 吹 塑 成 型 的 一 般 原 理 為 將 壓 縮 空 氣 鼓 入 熔 融 的 型 坯, 使 之 横 向 吹 脹, 緊 貼 于 模 具 型 腔 表 面, 經 過 冷 却 成 為 中 空 制 品 圖 一 的 注 射 吹 塑 和 擠 出 吹 塑 的 工 藝 過 程 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 28 ( 圖 一 ) 注 射 吹 塑 成 型 工 藝 過 程 1 注 塑 机 ;2 注 射 型 坯 ;3 空 心 凸 模 ;4 加 熱 器 ;5 吹 塑 模 ;6 制 品 21.1.4 寶 特 瓶 寶 特 瓶, 寶 特 是 英 語 PET 的 音 譯 PET 是 聚 對 苯 二 甲 酸 乙 二 酯 :Polyethylene terephthalate 的 簡 稱, 是 塑 膠 原 料 寶 特 瓶 具 有 韌 性 佳 質 量 輕 不 透 氣 耐 酸 鹼 等 特 點, 為 裝 盛 汽 水 果 汁 碳 酸 飲 料 等 之 常 用 容 器 但 寶 特 瓶 的 耐 熱 性 低, 不 能 裝 盛 高 溫 液 體 寶 特 瓶 無 法 自 然 分 解, 因 此 許 多 社 會 皆 針 對 寶 特 瓶 設 有 回 收 機 制, 再 製 與 再 利 用 寶 特 瓶 用 中 空 吹 塑 成 型 製 造
21.1.5 亞 加 力 膠 ( 有 機 玻 璃 ) 設 計 與 應 用 科 技 溫 習 精 要 第 29 亞 加 力 膠 是 英 文 Acrylic 的 音 譯, 又 叫 作 有 機 玻 璃, 人 們 常 說 的 亞 加 力 膠 板 就 是 聚 甲 基 丙 烯 甲 酯 (PMMA) 板 材, 是 熱 塑 性 材 料, 可 以 加 熱 軟 化 後 屈 曲 或 以 模 具 壓 成 所 需 形 狀 21.2 木 產 品 製 造 程 序 ( 請 參 閱 設 計 實 踐 與 材 料 處 理 講 義 ) 21.3 金 屬 產 品 製 造 程 序 ( 請 參 閱 設 計 實 踐 與 材 料 處 理 講 義 )