This study is to create applications from Inconel 718, which is generally used in aerospace development using sticky tape 3d printing. Sticky tape 3d printing is additive manufacturing based on VAT photopolymerization and sintering. This system idea is replacing the slurry used in the previous system with a sticky tape system. A preliminary study shows that metal slurry is hard to produce because the metal powder, which usually has a high density, quickly gets sunk. The sticky tape printing process sequences begin with pouring down Inconel 718 on the adhesive side of the sticky tape. After the sticky tape is flipped 180 degrees, the pouring powder creates a single layer of powder on the sticky tape. And then, the resin is sprayed into the powder. The process continues with the sticky tape with wet powder rolls under the platform. Under the sticky tape, the LCD with a 405 nm wavelength is the light energy source to cure the printing layer. After layer by layer printing, the green body is taken inside the furnace that heats the green body, which is to be sintered at 1600 °C to create a suitable product property. Also, different sintering times, resulting in different shrinkage rates.

在交通事故、軍中的槍傷及醫學上的腫瘤移除中，肋骨損傷是一個很常見的傷害。這些事件使肋骨植入物之需求發展變成一個重要的議題。目前業界中並未出現使用選擇性雷射融熔(SLM)積層製造技術製造金屬肋骨植入物，故本研究以316L不鏽鋼為材料，設計五種晶格結構探討其加工參數對強度對重量比結果的影響，近一步製作出肋骨植入物為標的。 此研究使用了SLM去列印五種不同的FCC結構，包含 FCC, FCC-Z, S-FCC, S-FCC-Z及FCC-XYZ. 不同晶格結構之樣本會透過71.1 J/mm3和125.1 J/mm3兩種雷射能量密度去打印出來後，記錄其密度、孔隙率等。而其拉伸、壓縮及彈性試驗會被用來決定晶格結構在機械性質上的影響。並在和人類肋骨之機械性質相比較後，得出較接近此機械性質的FCC結構。不同的雷射能量密度會導致晶格結構產生不同的表面形態。由於合金在低壓氣氛中暴露於高雷射能量下，其製造後的化學成分會發生變化。這種組合將導致合金元素蒸發不均勻。成分發生變化，但合金中奧氏體的單相是穩定的。 晶格的密度和機械性質受激光能量和幾何形狀的影響。而更高的雷射能量密度導致晶格結構擁有更高密度及更好的機械性質。在晶格幾何形狀方面，FCC- XYZ 表現出最高的強度和密度。 S-FCC 最輕，強度最低。實驗結果表明透過雷射能量密度125.1 J/mm3所打印出的具FCC和FCC-Z晶格結構之樣本符合人類骨頭所要求的機械性質。而透過雷射能量密度125.1 J/mm3所打印出的具FCC-Z晶格結構之肋骨植入物擁有1.44 gr/mm3的密度及79.4%的孔隙率。一化學成分的分析及XRD分析表明，製造的晶體結構穩定且其特徵為單相的奧氏體。使用 125.1 J/mm3 雷射能量密度生產的 FCC 和 FCC-Z 在機械性質方面具有最高的生物相容性。以FCC晶體結構成功的列印出肋骨植入物。

鋁合金的強度及重量輕的特性，鋁合金廣泛使用於水面艦，船體重量減輕，加快航行速度。鋁合金船航行於高溫的海上，鋁合金容易出現敏化，高溫及海水環境下，敏化造成鋁合金晶間腐蝕，加上船舶航行時波浪會對船舶拉伸應力，船舶因而產生應力腐蝕裂縫。傳統銲接方法不適合使用在敏化裂縫修補，為了解決應力腐蝕裂縫，本研究參考澳洲海軍的修補方式，選用碳纖維修補鋁合金敏化裂縫。碳纖維的比強度優於鋁合金，且碳纖維在樹脂包覆下可提升耐腐蝕的能力，但碳纖維與鋁合金屬於異質接合，接合強度是否能夠抵抗航行時之拉應力是本次研究重點。施工方式以方便現場作業的手積層為主，考慮碳纖維與鋁合金接觸會產生電位腐蝕，針對防止鋁合金與碳纖維接合產生的電位腐蝕及碳纖維修補的面積進行探討，並以Abaqus模擬鋁合金破損及修補後的強度，將分析結果與實際修補進行比對，最終將整個分析步驟建立，未來針對不同角度及不規則破損能透過預先模擬，以最合適的鋪層角度及修補面積進行修補。

研究動機:
由於文獻上尚未有以金屬三維列印製作引伸模具之相關研究，故此研究以金屬三維列印製作方杯與矩形杯之引伸模具，以耐高溫甚至超越熱作模具鋼SKD61可承受之溫度的Inconel 718為材料進行凹凸模的列印。金屬三維列印於2008年開始於SCI期刊發表，直至今日已有數年的研究發展，但每個研究之製程參數不盡相同，仍然需要優化其參數，以獲得較優之機械性質以利於本次實驗，故本研究導入田口方法以了解加工參數間的關係以達到優化之目的。
研究方法:
本研究使用之拉伸試驗試片依ASTM E8之規定製作。水平列印及垂直列印之試驗數量各為9組。其尺寸為3mm x 10mm x100mm。並依照其規範於室溫下使用0.05 (mm/mm/min)之應變速率進行拉伸試驗。參考先前文獻的實驗結果，可定出較佳機械性質的參數範圍，排除文獻中使用的參數極端值，可以發現其製程參數呈現收斂，並且分別以雷射功率、掃描速率、掃描間距、層厚作為四個重要的因子，推測出文獻所提供的參數範圍中能使其機械性質最大化的特定參數。
結果:
不同的雷射參數將導致不同的機械性質。由於欲列印的模具需要有一定的拉伸強度，重要影響的列印參數有4種，以田口法取每種參數取最少所需的範圍，其水準需要3個，又因積層製造會有其異向性，垂直與水平向列印需再各做一次試驗，再加入最少要有3次實驗取其平均值，其實驗次數為54次。經變異數分析，把沒有影響力的因子誤差加入實驗誤差後，判定係數(R-Square)為88.97%，再經迴歸分析後，得出以雷射功率180W、掃描速度600mm/s、間隙距離0.105mm、層厚40µm的參數列印可得出較佳的極限拉伸強度—1946.82 MPa，其係數降為70.78%，不算非常準。而水平列印試片的拉伸結果經由田口方法計算後發現雷射功率、掃描速度、層厚等因子有顯著影響，而垂直列印主要有影響的則是間隙距離、層厚兩個因子。
結論:
回歸分析後可得到優化後的參數，其極限拉伸強度預估落在1946.82 MPa。並且隨著列印方向不同，因子影響程度也不盡相同。

摘要
研究動機與目的:金屬積層製造SLM在製程的過程，因為高功率高能量，在同一個物體會有過多的殘留應力，使產品有翹曲、裂紋和位移的現象發生。為解決上述問題，積層材料通常需要在SLM製程後，再進行適當的熱處理工作，將多餘的殘留應力釋放，同時改善機械性質。
本研究將發展鈦合金SLM積層製造的原位熱處理技術，目的在於省去傳統熱處理製程，並節省相關設備、時間及專業人力成本。主要針對線、面、體實驗，在兩種不同的製程中，討論各實驗的密度、硬度、尺寸精度及機械性質等，特別是殘留應力、顯微組織、材料強度及延展性等方面。
研究方法:實驗方法使用線、面、體掃描實驗分析工件資訊，以上實驗皆會以一次掃描以及原位熱處理進行，再透過拉伸與疲勞實驗進行熱處理拉伸試片與原位熱處理拉伸試片之機械性質比較
結果: 本研究的目的在發展鈦合金SLM積層製造的原位熱處理技術，目的在省去傳統熱處理程序，並節省相關設備、時程及專業人力。研究工作是利用線、面、體掃描參數的基礎實驗，進行原位熱處理技術的初步研究，重要結論如下：
線掃描參數實驗：
一次掃描在低能量密度區會導致產生銲道不連續，高能量密度區會導致濺渣產生，銲道表面會有灰黑色霧面氧化層，以及銲道不穩定。
原位熱處理在高能量密度區的濺渣減少許多，銲道不連續的範圍縮小，多數參數都優化為均勻銲道。
面掃描參數實驗:
一次掃描在低能量密度區，表面粗糙度落在4~10 μm，高能量密度區的表現更優越；原位熱處理在高低能量密度區皆因表面重建而使表面粗糙度更低。
一次掃描的銲道深度會隨著功率越大速率越慢而變淺，功率越大速率越快而變深；原位熱處理的銲道深度因二次掃描而更淺，但銲道高度則增高，可能是未完全熔融之材料加入所造成。
體掃描參數實驗：
一次掃描在低能量密度區，上表面粗糙度在17 ~34 μm之間，與面掃描相比，粗糙度上升許多；原位熱處理則因能量密度增加，上表面粗糙度在有能量密度適中區下降不少。兩種製程的上表面粗糙度趨勢相似，能量密度越高則粗糙度越低，但皆遜色於面掃描。
兩種製程的側面粗糙度相近，功率及速率參數對整體趨勢的影響並不明顯。
兩種製程的尺寸精度大致相同，X-Y方向的趨勢皆為能量密度越高，則尺寸誤差越大。
一次掃描的材料密度在高能量密度區較高，反之則較低；原位熱處理的材料密度有相同的趨勢，但拉高了一個層次。主因是表面粗糙度減小，孔隙率減低，使材料密度提升。
一次掃描的材料硬度較多參數組合落在400HV以上；原位熱處理的材料硬度則落在332HV~460HV間，軟化效果顯著。
原位熱處理的孔隙率整體皆優於一次掃描，特別是在高能量密度區。
拉伸實驗:
固溶熱處理且固定功率300 W時，因能量密度偏低，各參數的抗拉強度及延伸率都不盡理想。
固溶熱處理且固定速率100 mm/s時，因能量密度提升，抗拉強度及延伸率表現優異。搭配功率300 W時，抗拉強度達1005 MPa，平均延伸率達14%，接近EOS的SLM鈦合金材料標準。
原位熱處理且固定功率300 W時，因能量密度偏低，第二次掃描未能完全修補缺陷，孔隙率仍偏高，延伸率的提升效果有限。搭配速率400 mm/s時，抗拉強度達1056 MPa，平均延伸率達9.12%。
原位熱處理且固定速率100 mm/s時，因能量密度足夠，搭配200 W時，抗拉強度達1067 MPa，平均延伸率達10.87%，成功達成本研究的目標(>10%)。
結論: 本研究的SLM製程受機台限制，基板初始溫度皆為室溫。然而，基板溫度對於材料密度、硬度、強度、延伸率及穩定性都有顯著的影響。
利用不同速率與不同功率的配合，創造不同的能量密度組合，使原位熱處理的製程時間進一步縮短，提升製程效率。
優化原位熱處理技術，使工件材料硬度適度軟化，不需要熱處理程序即可利用CNC進行精加工。
關鍵詞：原位熱處理、選擇性雷射熔融、金屬積層製造、3D列印、鈦合金

Additive manufacturing (AM) is the latest and rapidly developing technology that is also able to meet the various requirements of industry, such as the aircraft industry and computer circuit industry's demand opportunity. However, several things need to be considered in the fabrication process by additive manufacturing such as viscosity, printability, drying time, and precision. Therefore, this study aims to develop a three-dimensional (3D) printer based on the tape casting method which is able to fabricate various applications, and adopting a two-stage sintering treatment with varying heating parameters to obtain good mechanical properties of the fabricated product. In this study, some applications consisting of ZrO2 are proposed. These slurry is synthesized with optimization composition for decreasing volume shrinkage and obtaining high accuracy of components. Three different slurry consists of ZrO2 (ZT3Y-010OA, ZT4Y-010OA, ZT5Y-020OA) and photo-curable resin. Weight percentages of slurry are 50:50, 60:40 and 70:30. The slurry is scrapped on a tape sheet and exposed by the layer pattern projection with a wavelength of 405nm. The green body can be obtained by repeating this process layer by layer and performing a sintering treatment to obtain a high density component. Experimental results show that the best composition of slurry is 60% powder and 40% resin, considering several aspects such as viscosity, printability, curing time, accuracy, and mechanical properties. Three different kinds of ZrO2 successfully sintered at 15500C with the average hardness is 1525.7 HV, 541.9 MPa of flexural strength, and 89.6% of density, the composition of yttrium affected the hardness and flexural strength. Consequently, the applications of multi-material components can be 3D printed successfully using additive manufacturing based on tape casting system