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LIGHT-GUIDING STRUCTURE AND LIGHT-EMITTING DEVICE
(2014-11-20)
HSU RAY-QUEN
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WEI SHAO-HUA
A light-emitting device includes a base unit, a light-guiding structure and a cover unit. The light-guiding structure is disposed on the base unit, and the light-guiding structure includes a light-guiding unit and a light-emitting unit. The cover unit includes a light-transmitting cover body disposed on the base unit to cover the light-guiding structure. The light-guiding unit includes a single light-guiding element having a columnar body and an expansion body integrally and upwardly extended from the columnar body. The columnar body has a light input surface and a vertical surrounding peripheral surface. The expansion body has a surrounding bottom surface connected with the vertical surrounding peripheral surface, an inclined surrounding peripheral surface connected with the surrounding bottom surface, and a trumpet-shaped top surface connected with the inclined surrounding peripheral surface. The light-emitting unit includes at least one light-emitting module adjacent to the light input surface of the columnar body.
以特殊齒型改良木工用西洋推鋸性能之研究
(2014)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系（所）
以表面處理提升金屬與射出成型塑料之結合性
(2011)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系（所）
本計畫目標為利用微弧氧化與常壓電漿二種表面處理製程提升塑膠與金屬間的結合強度，使塑料能直接射出成型至金屬鈑金件上，達到同時擁有金屬外表與塑膠內機構件的複合機殼，其優點有金屬外殼具電磁波防護效果；微弧氧化生成之陶瓷層使表面耐熱、耐磨、硬度等性質提升；以塑膠機構件組裝所以產品表面平整不會有鎖孔或鉚釘等等。本計畫將先對金屬材進行微弧氧化改變其表面機械性質，再以常壓電漿改善表面親水性，而後將處理後試片置入射出成型模具中製作剪切拉伸試片與對接拉伸試片，以了解何種表面性質能有較好的結合強度，以提供用此製程製作產品之機構設計依據。
利用具超細晶粒胚材進行半固態鍛造加工之研究
(2008)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系(所)
鎂合金具有高強度、電磁遮蔽、散熱性佳、耐衝擊性、耐高溫性、耐腐蝕性等優良的材料特性，但因鎂合金的結晶結構屬六方最密堆積，所以其塑性加工性差，展伸材的製造不易，無法以塑性成形的方式進行材料的加工，所以目前工業界對鎂合金材常使用的方法大多是壓鑄法中的冷室壓鑄法、熱室壓鑄法，以及半溶融加工方式中的觸變射出成型。利用鑄造方式雖具有成本低、生產率高、品質穩定、適合大量且快速生產等優點，但壓鑄法仍然有著捲氣、廢料過多、危險易燃、無法製造太薄的物件、鑄件強度低等缺點。若想利用鎂合金製造車用結構部品，必須採用別種加工方式方可符合強度上的需求。因此本計劃之最主要目的即為開發一種可用於半溶融成形的鎂合金胚材，實際進行車用零件如輪圈等之鍛造加工，希望能夠開創出鎂合金新的應用領域。為了改善鎂合金室溫下成形性不佳之缺點，本計劃將運用半溶融成形加工技術並結合大量塑性變形法來製作所需胚料。本實驗室過去曾對金屬材料的半溶融加工有過許多探討，根據以往的經驗，如何能夠讓在半溶融溫度區間具有良好球狀晶的鎂合金胚料製備，是此製程目前的關鍵所在。雖然傳統應變導引熔漿活化法製備鎂合金半溶融胚料的製程簡單，但胚材內之應變量分佈不均及無法連續進行的缺點，使其至今仍無法有工業上的實際應用。於是我們打算結合如等徑轉角擠製之大量塑性變形法的製程，來給予鎂合金胚材大量且均勻的應變，使胚料能具有奈米等級的超細晶粒，這樣在將胚材昇溫到半溶融區間時，可得到較以往製程更細微的球狀晶，半溶融鍛造加工後的成品強度也將會提高。最後再利用機械性質測試與非破壞檢測來驗證成品的品質好壞。本計劃預計分三年來完成： (1) 第一年將利用有限元素模擬分析我們構想可進行連續等徑轉角擠製的製程，透過在模擬中改變實驗參數，探討此製程對材料內部應力和應變分佈、模具承受之應力及加工過程鎂合金胚料之溫度變化，找出最佳參數組合，並利用此模擬結果，設計一可進行連續擠製之模具。 (2) 第二年則是將第一年設計的模具實際製造出來，利用此模具來進行連續等徑轉角擠製，然後觀察不同實驗參數下所得胚料的顯微結構，找出可得到均勻分佈超細晶粒的擠製參數，並對照實驗結果與模擬的差異，修正我們所建構的數值模擬模型。 (3) 第三年將利用第二年所製備之胚料，實際進行車用零件的半溶融鍛造加工，觀察其外觀與充填性，驗證鎂合金之半溶融良好成形性，且透過機械性質測試與非破壞檢測來驗證成品品質。綜合這三年的研究成果，希望能開發出一可進行連續等徑轉角擠製製程，並且提出一套可行之數值模擬模型，讓開發人員能夠簡化分析製造半溶融胚料的流程，最後提出半溶融觸變鍛造應用於鎂合金的相關製程條件，以期能對未來將此製程之實用化有所貢獻。
利用具超細晶粒胚材進行半固態鍛造加工之研究(II)
(2010)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系（所）
鎂合金具有高強度、電磁遮蔽、散熱性佳、耐衝擊性、耐高溫性、耐腐蝕性等優良的材料特性，但因鎂合金的結晶結構屬六方最密堆積，所以其塑性加工性差，展伸材的製造不易，無法以塑性成形的方式進行材料的加工，所以目前工業界對鎂合金材常使用的方法大多是壓鑄法中的冷室壓鑄法、熱室壓鑄法，以及半溶融加工方式中的觸變射出成型。利用鑄造方式雖具有成本低、生產率高、品質穩定、適合大量且快速生產等優點，但壓鑄法仍然有著捲氣、廢料過多、危險易燃、無法製造太薄的物件、鑄件強度低等缺點。若想利用鎂合金製造車用結構部品，必須採用別種加工方式方可符合強度上的需求。因此本計劃之最主要目的即為開發一種可用於半溶融成形的鎂合金胚材，實際進行車用零件如輪圈等之鍛造加工，希望能夠開創出鎂合金新的應用領域。為了改善鎂合金室溫下成形性不佳之缺點，本計劃將運用半溶融成形加工技術並結合大量塑性變形法來製作所需胚料。本實驗室過去曾對金屬材料的半溶融加工有過許多探討，根據以往的經驗，如何能夠讓在半溶融溫度區間具有良好球狀晶的鎂合金胚料製備，是此製程目前的關鍵所在。雖然傳統應變導引熔漿活化法製備鎂合金半溶融胚料的製程簡單，但胚材內之應變量分佈不均及無法連續進行的缺點，使其至今仍無法有工業上的實際應用。於是我們打算結合如等徑轉角擠製之大量塑性變形法的製程，來給予鎂合金胚材大量且均勻的應變，使胚料能具有奈米等級的超細晶粒，這樣在將胚材昇溫到半溶融區間時，可得到較以往製程更細微的球狀晶，半溶融鍛造加工後的成品強度也將會提高。最後再利用機械性質測試與非破壞檢測來驗證成品的品質好壞。本計劃預計分三年來完成： (1) 第一年研究成果如表C012-1內所附成果報告所示，已完成初步設計構想之驗證以及模具本體的設計製作，此外也利用此模具針對擠製溫度、擠製路徑、擠製道次三種不同參數進行實驗，找出細化效果最佳之參數組合 (2) 第二年將藉由設計輔助的油壓系統，改善原有製程之步驟及時間，以期能利用此模具來進行連續自動化的等徑轉角擠製，此外亦藉由退火處理實驗，探討胚料晶粒細化之最佳熱處理參數，然後觀察不同實驗參數下所得胚料的顯微結構，找出可得到均勻分佈超細晶粒的參數。 (3) 第三年將利用第二年所製備之胚料，實際進行車用零件的半溶融鍛造加工，觀察其外觀與充填性，驗證鎂合金之半溶融良好成形性，且透過機械性質測試與非破壞檢測來驗證成品品質。綜合這三年的研究成果，能開發出一可連續進行之等徑轉角擠製製程，進行半溶融觸變鍛造所需胚料之製備，並且實際探討應用於鎂合金成品的相關製程條件，以期未來能將此製程實際應用於工業生產。
利用具超細晶粒胚材進行半固態鍛造加工之研究(III)
(2011)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系（所）
鎂合金具有高強度、電磁遮蔽、散熱性佳、耐衝擊性、耐高溫性、耐腐蝕性等優良的材料特性，但因鎂合金的結晶結構屬六方最密堆積，所以其塑性加工性差，展伸材的製造不易，無法以塑性成形的方式進行材料的加工，所以目前工業界對鎂合金材常使用的方法大多是壓鑄法中的冷室壓鑄法、熱室壓鑄法，以及半溶融加工方式中的觸變射出成型。利用鑄造方式雖具有成本低、生產率高、品質穩定、適合大量且快速生產等優點，但壓鑄法仍然有著捲氣、廢料過多、危險易燃、無法製造太薄的物件、鑄件強度低等缺點。若想利用鎂合金製造車用結構部品，必須採用別種加工方式方可符合強度上的需求。因此本計劃之最主要目的即為開發一種可用於半溶融成形的鎂合金胚材，實際進行車用零件如輪圈等之鍛造加工，希望能夠開創出鎂合金新的應用領域。為了改善鎂合金室溫下成形性不佳之缺點，本計劃將運用半溶融成形加工技術並結合大量塑性變形法來製作所需胚料。本實驗室過去曾對金屬材料的半溶融加工有過許多探討，根據以往的經驗，如何能夠讓在半溶融溫度區間具有良好球狀晶的鎂合金胚料製備，是此製程目前的關鍵所在。雖然傳統應變導引熔漿活化法製備鎂合金半溶融胚料的製程簡單，但胚材內之應變量分佈不均及無法連續進行的缺點，使其至今仍無法有工業上的實際應用。於是我們打算結合如等徑轉角擠製之大量塑性變形法的製程，來給予鎂合金胚材大量且均勻的應變，使胚料能具有奈米等級的超細晶粒，這樣在將胚材昇溫到半溶融區間時，可得到較以往製程更細微的球狀晶，半溶融鍛造加工後的成品強度也將會提高。最後再利用機械性質測試與非破壞檢測來驗證成品的品質好壞。本計劃預計分三年來完成： (1) 第一年研究成果如表C012-1內所附成果報告所示，已完成初步設計構想之驗證以及模具本體的設計製作，此外也利用此模具針對擠製溫度、擠製路徑、擠製道次三種不同參數進行實驗，找出細化效果最佳之參數組合 (2) 第二年將藉由設計輔助的油壓系統，改善原有製程之步驟及時間，以期能利用此模具來進行連續自動化的等徑轉角擠製，此外亦藉由退火處理實驗，探討胚料晶粒細化之最佳熱處理參數，然後觀察不同實驗參數下所得胚料的顯微結構，找出可得到均勻分佈超細晶粒的參數。 (3) 第三年將利用第二年所製備之胚料，實際進行車用零件的半溶融鍛造加工，觀察其外觀與充填性，驗證鎂合金之半溶融良好成形性，且透過機械性質測試與非破壞檢測來驗證成品品質。綜合這三年的研究成果，能開發出一可連續進行之等徑轉角擠製製程，進行半溶融觸變鍛造所需胚料之製備，並且實際探討應用於鎂合金成品的相關製程條件，以期未來能將此製程實際應用於工業生產。
多材料系複合多芯材擠製加工之研究
(1996)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系
整合鎂合金熱間與半溶融加工成形之研究及分析---子計畫二---車用鎂合金管件之半溶融成形研究(I)
(2005)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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交通大學機械工程系
近年來，鎂合金在航太、汽車、電子零件、運動器材辦公用品方面的應用越趨廣泛，是應用速度發展最快的金屬材料之一。由於鎂合金在強度、電磁遮蔽、散熱性、耐衝擊性、耐高溫性、成形加工性、耐蝕性及回收性等都十分優異，國內的3C 廠商也開始將部分產品改以鎂合金製作。然而，傳統以壓鑄為主的製造方式，成形後材料的顯微結構、組織、以及型態不夠穩定，又缺乏半溶融加工特有的球化晶狀分佈；並不能完全達到產品在品質上的要求。自從1971 年美國麻省理工學院的D.B.Spencer 和M.C.Flemings，發明攪動鑄造（stir cast）加工方式以來，半溶融加工（亦稱為半固態金屬加工技術（SSM；Semi-Solid Metal Casting））在20 多年的研究與發展下，成為新一代的金屬成形方式。由於採用該技術的產品具有高品質、高性能和高合金化的特點，因此成為鎂合金成形的主要方式之一。鎂合金在半溶融加工製程的應用下，可以得到許多傳統製程所無法達到的優點，包括了低成形週期、高疲勞強度、幾乎無收縮孔，以及可近似成形。然而，半溶融加工成形零件的優點，只有在精準調整製程的條件下，才能夠彰顯出來。例如原材料如何被適當加熱到特定的半固態溫度（特定的固液相比例），以及保溫溫度，才能得到較均勻的成形溫度以及球化組織等，如何完成相關的基礎研究，對於該製程應用之好壞，非常的重要。因此，本研究將針對半溶融壓鑄鎂合金材料，進行相關的製程研究。包括 1、基礎數據的建立，包括了半溶融鎂合金之成形溫度與不同的固相比（半固態溫度），以及機械性質之間的關係（尤其是球化組織與材料強度之間的影響）。 2、以有限元素法與有限差分法，建立半溶融鎂合金之數值模擬模型，找出最佳的成形製程條件。 3、建立完整的實驗設備（半溶融設備、實驗條件以及實驗模具），根據已經建立完成之半溶融數值模型，進行各項實驗數據驗證，進而修正數值模型。。本研究的最終目的，在於提出半溶融壓鑄應用於鎂合金所需之相關製程條件，並且整理出一套可行之數值模擬模型，讓開發人員能夠在利用半溶融加工開發鎂合金產品之前，利用電腦完成最佳化之製程條件設計，以提昇產品之良率以及品質要求
整合鎂合金熱間與半溶融加工成形之研究及分析---子計畫二：車用鎂合金管件之半溶融成形研究(II)
(2006)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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交通大學機械工程系
整合鎂合金熱間與半溶融加工成形之研究及分析---子計畫二：車用鎂合金管件之半溶融成形研究(III)
(2007)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系(所)
沖壓加工跳屑現象之改善
(2006)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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交通大學機械工程系
跳屑現象在沖壓過程當中是長久以來一直存在的問題，然而防止的對策亦是各家說法不一，各項採取預防改善對策及此方面的問題，都是由操作沖壓作業者憑藉經驗去設法減少事故之發生；對於跳屑產生的條件及原因缺乏深入的理解，更沒有系統化的探討，而未來沖壓作業必將朝自動化及無人化發展，被加工材及成品更是要求尺寸及形狀精度品質情況下，在自動化或無人作業發生跳屑的行為，將直接或間接造成沖頭及母模之破裂或折損，使沖壓製品表面產生壓痕而影響製品品質。嚴重的情況將造成沖壓線停機而使得生產性大為降低，造成很大的損失。因此，本研究的目的，將針對沖壓材料硬度、沖頭-沖模間隙、沖頭倒角、沖頭刀刃的鈍銳等四個主要加工參數，來探討其對跳屑現象產生的影響，並以田口式參數設計規劃實驗及運用DOE實驗設計法，進行實驗分析來改善目前存在的跳屑問題。
異形複合包芯材之擠製加工研究
(1995)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系
粉體/固體複合包芯材的擠製研究
(1995)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系
精密剪斷之破斷面實驗
(2003)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系
精密剪斷加工製品斷面垂直度之改善研究
(2004)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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交通大學機械工程系
精密剪斷是一種不須修邊、銑削等二次加工，即可獲得平滑斷面的金屬成形方法，其光滑的剪斷面、較佳的製品平坦度等特性，相較於傳統剪斷製品不但產品精度高，加工成本亦相對的可以降低。雖然精密剪斷製品的加工品質優良，但因材料回彈、模具間隙、模具圓角等因素造成的斷面垂直度不良之缺陷並無法完全消除，對於講求製品尺寸及形狀精度之微細零件而言，如何提高製品斷面之垂直度及平坦度仍有待解決。本計劃繼前兩期（國科會計畫NSC 91-2212-E-009-027、NSC 92-2212-E-009-028）之研究成果，以模擬和實驗的手法探討精密剪斷時產品斷面之直角度與平坦度與加工條件因素之關係，期能闡明斷面垂直度與各加工參數相互作用以提昇精密剪斷製品之品質及良率，減少二次加工之必要，降低工件之製造成本，並促進模具設計之水平。本研究擬以有限元素法為分析理論基礎，搭配DEFORM 2D軟體，模擬被加工材料在不同的模具間隙、沖頭、下模圓角﹔上、下壓料板荷重﹔料片厚度等不同條件組合下之沖壓後形狀變化及壓力分佈，深入分析斷面直角度、平坦度與上述加工條件之關係。另一方面，利用本計劃補助進行中之實驗設備、模具，配合不同之材料厚度、模具圓角及壓料板荷重等條件組合，系統性的檢視剪斷製品之斷面垂直度與平坦度和上述條件之關係，以驗証模擬之結果並作修正，提供模具設計與精密剪斷加工設計工程人員之參考，提高精密零件製造之水平。
精密剪斷製品斷面品質之研究(I)
(2002)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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交通大學機械工程系
裝配公差配置最佳化研究
(1999)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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交通大學機械工程系
製鼓產業自動化技術開發
(2010)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系（所）
製鼓工業由來已久，在各式傳統的婚喪節慶、迎神賽會之中，大鼓是必不可缺少的一項樂器。然而隨著科技進步、傳統文化的式微，曾經是民間地位崇高的製鼓業，現今面臨嚴重斷層；年輕人不願意學習、繼承傳統工藝，而有經驗的老師傅卻逐漸無法負荷粗重的製鼓工作。也正因如此，本計畫試圖以機械化設備來取代部分需仰賴工匠勞力、技術與經驗，減少訓練新世代手工藝師傅的時程，以及延長傳統技藝師傅的職業生涯，並且提升產品的良率與產能。而實行的步驟上，為了確保產品品質不變，首先將會經由廠商得到目前實際的製鼓流程，並且討論哪些部份適合作機械化改良、而那些部分應該保留原本的製程。而後先藉由數項實驗與儀器的量測，將現有製程中的參數數據化，作為機械設計的依據；並由上述資料先試作小型試驗機組做測試，並視測試的結果調整數據，再製造正式的機具。目前預計將以削皮機、繃製機、單面鼓繃製機等三項，先行設計製造，用以取代傳統製程中的步驟。
複合包芯材擠製加工之破斷條件研究
(2001)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系
鎂合金胚料顯微結構對半固態觸變加工影響之研究
(2012)
徐瑞坤
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HSU RAY-QUEN
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國立交通大學機械工程學系（所）
鎂合金具有高強度、電磁遮蔽、散熱性佳、耐衝擊性、耐高溫性、耐腐蝕性等優良的材料特性，但因鎂合金的結晶結構屬六方最密堆積，所以其塑性變形能力差，不易以塑性成形方式進行材料的加工，所以目前工業界對鎂合金材常使用的方法大多是壓鑄法中的冷室壓鑄法、熱室壓鑄法，以及半溶融加工方式中的觸變射出成型。利用鑄造方式雖具有成本低、生產率高、品質穩定、適合大量且快速生產等優點，但壓鑄法仍然有捲氣、廢料過多、危險易燃、無法製造太薄的物件、鑄件強度低等缺點。若想利用鎂合金製造需具高強度之車用結構部品，必須採用別種加工方式方可符合強度上的需求。因此本研究室近年研究之最主要目的即為開發一種可用於半固態成形的鎂合金胚材，希望能夠開創出鎂合金新的應用領域。本研究室過去運用半固態觸變緞造加工技術結合大量塑性變形法來製作所需胚料。並自行設計開發等徑轉角反覆擠製製程（Equal Channel Angular Repetitive Extrusion, ECARE），可快速製備具超細晶粒之半固態胚材，此細晶胚材亦被證實可具備更佳之成形性質與機械強度。但在研究過程中發現成形時的球狀晶顯微結構對成形負荷及成品機械性質影響甚巨，持溫時間長雖可增進球狀晶組織的球狀化效果但亦會造成晶粒大幅成長，若能針對持溫時間與半固態顯微組織變化之關係進行探討，應可找出一最佳之製程參數組合。此外過去在閱讀文獻時發現半固態成形與粉末冶金加壓成形在微觀上晶粒移動方式是相似的，文獻中指出粉末冶金進行加壓成形的過程中，粉末粒度若是太小且粒度分佈窄，反而會因顆粒間摩擦力過高導致粉體流動性差，理想的情況下應有一最佳之粉末粒度分佈範圍。半固態下固態晶粒與液態組織是否會產生此一現象，亦是我們在想盡辦法降低平均晶粒大小之餘，需探討的一項課題。本計劃預計分兩年來完成： (1) 第一年預計利用可調整功率之感應加熱設備進行鎂合金半固態成形試驗，探討不同昇溫速度及持溫時間、溫度等加熱參數對球狀晶顯微組織之影響，希望能建立不同製程參數下的完整對照資料庫，並實際透過半固態成形加工驗證晶粒大小與圓球化效果對成形負荷與成品機械性質之影響。 (2) 第二年預計使用有限元素軟體針對等徑轉角擠製(ECAE)的各種路徑模擬出各種擠製參數下累積應變量的分佈，再利用前一計劃開發之等徑轉角反覆擠製(ECARE)設備，改變不同擠製路徑與道次，以得到具不同晶粒尺寸分佈之鎂合金胚料，觀察與比較經ECAE擠製後試片之半固態顯微組織，決定出適當的試片參數與位置，再將試片進行半固態鍛造，觀察其成形負荷與成形性，進一步探討晶粒尺寸分佈均勻程度對半固態下成形加工之影響。綜合這兩年的研究成果，希望能建立出不同製程參數下的顯微組織對照資料庫，找出最適合半固態觸變鍛造的胚料顯微組織型態，並且提出一套可行之數值模擬模型，讓開發人員能夠簡化分析製造半固態胚料的流程，最後提出半固態觸變鍛造應用於鎂合金的相關製程條件，以期能對未來將此製程之實用化有所貢獻。