Additive manufacturing technology such as Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) process has been revolutionizing a wide range of industries from biomedical to aerospace or automotive. However, one of the biggest challenges in the process is to control and optimize the mechanical properties and porosity formation of the built parts during the fabrication. The primary factors that influence the porosity of the parts are the variations of processing parameters (the laser parameters, the powder layer thickness, the surface roughness of the previous layer) due to system instability and the stochastic nature of L-PBF process. One of the most effective methods to control the quality of the fabricated part is the defect detection via a combination of an in-situ monitoring system and machine learning techniques. In this study, a porosity prediction system is developed based upon a high-speed COMS camera to detect the melt pool shape and spatter angle.

軟性混合電子(Flexible Hybrid Electronics, FHE)可應用於穿戴式裝置、智慧貼片、智慧衣褲、車載系統、顯示科技、醫療保健與新能源電池等，在終端消費電子市場具有高度應用價值，因此被視為繼臺灣最重要的兩大兆元產業-半導體和平面顯示器產業後的下一個明星產業。然而，於FHE的封裝結構中，各元件具有不同的材料與結構特性，且依據FHE使用環境、穿戴方式及受碰撞力道之不同，各元件承受的應力也不盡相同，此將使FHE產品的可靠度不易掌握，容易讓產品造成難以預期之毀損。為解決前述可靠度問題並提供FHE及其應用載具適當的保護設計，需先量化FHE受撞擊力時之應力與應變大小及分布，再針對脆弱元件處進行結構設計補強，其中最有效的保護設計即為保護層結構，於FHE外層之保護層結構將可減緩FHE受衝擊下之力量並降低FHE元件受損之機率，故首要之務需先針對受衝擊負載下之保護層進行應力與應變之量測，方能瞭解該緩衝層於衝擊負載下之行為與特性，進而應用在FHE上進行結構保護。
近期國立清華大學光測力學實驗室結合數位光彈法(Digital Photoelasticity)與數位影像相關(Digital Image Correlation, DIC)法建立一套可即時量測全場應力與應變之量測模組系統，並針對FHE保護層材料聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)軟性基板受單軸向拉伸負載下進行應力與應變之量測，且由量測結果驗證此量測模組系統之可行性，並進行落球衝擊負載下全場應力與應變之量測。然而該量測模組系統無法於高速拍攝下進行全場應力與應變之量測，亦無法進行應力與應變之即時同步量測，且之前建構之落球衝擊施載架亦有剛性不足之問題導致落球衝擊負載無法有效施加於試片上。
因此，本研究對該量測模組系統與落球衝擊施載架分別進行研發與改良，使落球衝擊施載架之試片載臺於衝擊下之位移量大幅減少，並使量測模組系統可於落球衝擊下達到即時同步全場應力與應變之量測，未來將會利用此量測系統對保護層與FHE於落球衝擊試驗下之應力與應變進行即時同步量測，並透過分析應力與應變和FHE損壞程度間之相關性，建立對應之檢測準則。

隨著5G的世代來臨，高性能、低延遲與高容量特性是無線傳輸的未來趨勢。自2007年至今，觸控技術的人機介面已大眾普及化，且手機、筆記型電腦、3C電子產品等導入觸控後，引發各國廠商競爭投入。故如何提升觸控技術上的效益成為本研究的主要目標。本研究探討透明玻璃基板上塗佈Norland Products NOA86與NOA87的光學膠 (NOA: Norland Optical Adhesive)，根據不同光學膠的機械性質，進行膠量厚度，固化時間參數等分析，以評估觸碰靈敏度的最佳化設計。如圖一所示，由微控制器同步控制兩組步進馬達使乘載試片之雙軸量測平台移動，透過雷射位移計記錄讀值，再以三維表面形貌呈現，根據結果判定各項可能影響之參數對觸控的影響。在顯示器製作過程中，若能提前判定不良品並加以改善，便能避免在組裝完成後才檢測到缺陷。不僅減少重工及報廢產品的費用也可提升觸控產出良率。

數位影像相關法(digital image correlation, DIC)為近年來實驗力學領域廣泛應用之位移、變形與應變量測技術。數位影像相關法量測原理為追蹤不同狀態下所取得待測物範圍內之空間特徵點位置變化；應用DIC量測時所需使用之數位影像常以光學式、SEM/ TEM與X-ray斷層掃描(XCT)取得空間特徵點，並依據所獲得數位影像資訊發展出2D DIC、Stereo-DIC、SEM /TEM-DIC及DVC等不同空間維度量測方法。無論量測空間維度為何，有效產生與紀錄特徵點是應用DIC量測之關鍵；透過噴漆或是轉印方法為應用2D DIC或Stereo-DIC進行待測物表面二維或三維表面常見製作人工特徵斑點方法，但此兩種方式對於應用在活體軟性組織或器官應用並不適合；針對此依特別量測需求，嘗試將細胞力學研究使用之螢光顯微DIC法中螢光物質標示細胞特徵方法應用至活體軟組織與器官變形與應變量測。為探索螢光標示所可能引入潛在問題，因此特別針對使用DIC量測待測物變形與應變時採用螢光物質作為表面特徵點標示進行一系列的探討；自行建構全反鏡式單一相機立體數位影像關係影像擷取系統動態擷取影像對後分析之結果。必須強調其中所使用之螢光物質為吸收紅光至近紅光波段後發出近紅外波段螢光，使用之螢光材料溶解於去離子水形成溶液後經激發光照射同時發出近紅外光，相機快門曝光時間為3mse，取像速率為50FPS，由於系統採用單相機全反射鏡立體將對作為影像擷取裝置，因此左右影像同步取像並不存在時間延遲問題；應用該系統擷取可以待測物動態響應，如圖所示為分別應用麥克筆與近紅外螢光製作氣球表面標示特徵點，以單相機全反射鏡立體影像取向裝置紀錄氣球氣體緩慢進出時之影像，再以3D DIC計算所得之變形與應變圖；在此必須強調該實驗係針對應用螢光溶液標示可能面臨之問題進行探討，因此並未控制進出球體的空氣量、空氣進出速率及球體材料，故所獲得之應變與變形場並不具有量化意義；依據實際量測獲得之結果顯示，當採用螢光物質作為特徵點標示，擷取不同時序下之影像經3D DIC分析後所得之變形與應變有部分缺漏現象，相對而言，使用麥克筆標示則相對無應變與變形資料缺漏問題；另為增加時序影像間特徵點之相關性，因此使用螢光標誌影像於DIC分析時採用較大的影像子集(subset)，增加應變或變形場量測特徵距離，使得應變與變形空間解析度相對較低。本研究也就螢光物質作為標示也以自行建構之模擬臟器動脈血管模型進行應用評估，詳細之結果與內容將於論壇中討論。