光華高工 114學年度第2學期優質化計畫「多元建模3D列印技術應用實作」

日期:115年07月06日

講師:賴鏘雨老師

(一) 課程核心與 3D 建模三大模式

本次培訓緊密結合校內「3D產業」、「無人機」與「AI應用」三大核心主題,旨在培育學生在畢業前具備實質的技術解決能力。賴鏘雨老師將 3D 模型建置架構區分為以下四大核心路徑:

  1. 手動建模 (Manual Modeling): 著重尺寸精準度與全面掌控度,主要引導學生操作 Autodesk Inventor 軟體。透過 2D 草圖繪製、參數限制(如尺寸標註、相切約束)及 3D 特徵指令,將創意精準轉化為工程模型。
  2. 逆向工程 (Reverse Engineering): 運用 3D 掃描機將實體物件數位化,此技術在零件毀損修復或複製複雜幾何形狀(如無人機專用零件)時尤為關鍵。
  3. AI 輔助建置 (AI Modeling): 練習引導學生操作生成式 AI。利用 Prompt(文字提示詞)或 2D 圖片,先透過 ChatGPT 激發創意圖像(如5D 構想),再藉由 Meshy.ai 等工具快速轉化為 3D 模型。
  4. 模型庫取模: 介紹如何自網路現有的開源模型資料庫下載資源,並評估費用與檔案格式的相容性。

(二) 實作專案:從創意杯到 AI 面具

為深化學習成效,課程規劃了嚴謹的實作任務,要求學生依規範繳交正確的數位檔案以取得認證:

參數化建模實務(創意杯): 學生由 XY 平面啟始,嚴格設定特定尺寸(如杯高 42mm、底徑 6mm、杯口寬 36mm 等)。進階技巧包含運用「掃掠 (Sweep)」與「橢圓」指令鍛造杯把,並以「導圓角 (Fillet, 1.5mm)」修飾邊緣,最後於杯底利用文創文字功能刻上校名與姓名,完成個人化作品。

  • AI 設計與公仔創作: 引導學生透過 AI 生成創意面具或公仔,鍛鍊從 2D 藝術構思到 3D 空間結構的轉換思維,並截圖留存作為作業憑證。 色彩美學與後處理: 針對已印製完成的「伊布」模型,學生使用壓克力麥克筆進行手工上色,實踐「疊色」與「套色」技巧,成功將單色列印件升級為精緻成品。

(三) 3D 列印技術與先進設備應用

賴老師深入解析了校內頂尖設備與相關製程理論:

技術與材料分類: 對比最普遍的 FDM(熔融沉積成型)與高精細度的光固化(LCD/SLA)技術,並介紹 PLA(高成功率)、PETG(具韌性)與 ABS(高強度)等常用材料。

全彩列印設備: 展示校內造價約 600 萬、像素高達 2000 萬的頂級「全彩 3D 列印機」,讓學生見識直接印製豐富色彩模型的先進製程。

切片處理 (Slicing): 解說 STL 檔轉換為機器代碼的過程。學生需實作設定樹狀支撐結構、填充率,以及調整溫度(如 PLA 噴頭約 200°C)。

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