Fab Academy 第十四周：合成材料

本周實踐作業：設計和製作一個 3D 模具，在此基礎上製造加入纖維的合成材料

設計

這周的作業靈感來自 Lego 盒子的蓋子。

在 Fusion 360 里設計模型：

下載設計文件.

機器雕刻

跟小夥伴們奔到 Fablab XH 借用機器： CNC Router VR1212B。

換 6mm 的刀頭：

參數設置，路徑計算：

速度和給進值：

• Chip load: ~ 0.001-0.010" = feed rate (inches per minute) / (RPM x number of flutes)
• Cut depth: ~ tool diameter
• Step-over: ~ tool diameter/2

合成材料的模具做好了：

合成

我們使用的是抽真空法，材料用的環氧樹脂和麻布。

第一步，先用保鮮膜把模具包好，這樣成模以後才好取出。

接著，把麻布剪成小塊，方便塗抹材料粘貼。在胡教授的幫助下，我們買來新的環氧樹脂和固化劑：

1：1 混合環氧樹脂和固化劑，並充分攪拌：

把麻布一層一層覆蓋到模具上：

完成後，放進真空袋：

把空氣抽出：

密封好的真空袋放置一個晚上。第二天，模具硬化，可以取出了。邊緣有一些變形，其他部分都 ok：

合成材料課堂筆記

材料

compression 壓縮比 vs tension 張力

• epoxy + carbon fiber 環氧樹脂+碳纖維
• concrete + rebar 混凝土+鋼筋
• fiberglass 玻璃纖維
• FR1, FR4
• tire 輪胎
• adobe 土磚
• wood 木材

fiber 纖維

• chopped 短纖維, filament 燈絲, tape, fabric
• glass 玻璃
• carbon 碳

• aramid 芳綸, Kevlar 凱芙拉,芳綸纖維布

• natural: cotton 棉花, silk 絲, bamboo 竹, wood 木, linen 亞麻, burlap 粗麻布, ...

matrix

• epoxy 環氧樹脂
• polyester 聚酯,滌綸
• phenolic 酚醛樹脂
• urethane 尿烷,氨基甲酸乙酯
• wax 蠟
• cement 水泥
• natural: plant resins 植物樹脂, sugars, ...

供應商

McMaster-Carr，CST，West System，AeroMarine，Jamestown Distributors，Fiberglass ，Supply，Entropy Resins，Smooth-On，Ashland，DuPont，US Composites，Hexcel，Exel，Exel，Gurit

設計

• plies 板層
• radius of curvature 曲率
• cores
• spar 晶石, rib, skin
• digital

流程

• cutting, darts, net-shape
• compaction 壓實, infusion 浸泡, volume fraction 體積分數
• coupons
• open, closed mold
• wet lay-up, pre-preg, RTM, VARTM

• compression molding 壓縮模塑法

  press, clamps, hydrostatic 靜壓軸承,鈴靜力軸承,液體靜壓軸承

• vacuum bagging 抽真空法

  mold, release, laminate層壓板, core, peel ply, bleeder分壓器, breather, bag, sealant tape密封, pump

• autoclave 高壓鍋

• pultrusion 拉擠成型

• trimming

• clear coat

模具

• machined
• folded
• skinned

安全

• particles 懸浮顆粒, inhalation 吸入, rashes 皮疹
• respirators, googles, gloves
• fumes 廢氣, ventilation 通風
• exotherm 放熱速度

課程資源

Fab Academy 2016 課表

Week14 課程視頻

Week14 課程大綱

我的英文筆記 Gitbook

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Fab Academy 第十周：機器設計

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