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使用沈浸式虛擬實境3D互動技術於全彩粉末3D列印機實作教學之開發

嚴子堯

使用沈浸式虛擬實境3D互動技術於全彩粉末3D列印機實作教學之開發

紀錄類型:	書目-語言資料,印刷品 : 單行本
作者:	嚴子堯,
其他作者:	陳百薰,
出版地:	[南投縣]
出版者:	南開科技大學電子工程研究所;
出版年:	民107[2018]
面頁冊數:	68葉 : 圖,表 ; 31公分+1張光碟
標題:	沉浸式虛擬實境
標題:	Binder jetting technology
電子資源:	https://hdl.handle.net/11296/ah2x8n
電子資源:	https://hdl.handle.net/11296/8mnxp8
附註:	指導教授: 陳百薰
附註:	參考書目: 葉57-59
摘要註:	本研究為解決在學校中針對大學部學生進行教學與練習全彩粉末3D列印機台上所遇到必須考量的問題，包含機台操作流程繁多、粉塵飛揚造成不適、設備所在空間小、耗材成本高…等問題，因此我們使用沉浸式虛擬實境技術模擬與建構全彩粉末3D列印機教學與訓練平台的開發。經過我們對全彩粉末3D列印機台的實作經驗，我們將全彩粉末3D列印機台整個操作步驟流程分為檢查及補充、開啟機台、清潔滾軸、清潔刮水器、清潔噴頭、更換噴頭、噴頭測試、噴頭校正、準備列印、列印、取件後製，共十一個教學流程，其中檢查及補充教學流程中又包含六個子教學流程，分別是粉末、膠水、顏料、清潔液、廢水、平台的檢查及補充，我們將虛擬實境中的各個教學流程都變成一個關卡，在各個關卡中，會載入相對應的素材及教學流程引導，依循箭頭、流程圖、文字、物件的提示，逐步完成關卡流程，並提供真實的機台操作與虛擬機台操作的教學影片，加強對機台的操作認知。各關卡提供不同的互動方式，拿起物件、更換物件、倒粉、篩粉、倒水…等，也模擬機台面板的各項功能，儘量模擬提供與真實機台操作無異的操作方式及步驟。為了讓使-用者能在操作虛擬機台前能充分理解互動方式，在這十一個教學關卡前增加VR組件教學與VR互動教學關卡，使用者須完成這兩個教學關卡才能進入全彩粉末3D列印機台的教學關卡。簡而言之，為了排除時間、空間、環境、機台操作可能的危險及粉塵造成教學不易及學習不適的問題，我們建造了「全彩粉末3D列印虚擬實境室」，目的為在讓學生實機操作前，透過此虛擬實境的訓練平台進行學習，建立整套粉末3D列印機台操作流程與障礙排除的認知，並搭配互動式的教學引導，讓使用者清楚做到哪個步驟及接下來該做什麼，不僅解決了教學及學習上的問題，由於所有的教學與訓練過程都在虛擬實境中進行，也大大降低粉末3D列印機台於教學上所需耗費的成本。同時，因為它可重複練習的特性，同學更能熟悉整個的步驟及流程，提高實機操作粉末3D列印機台的學習效率及列印效益。

使用沈浸式虛擬實境3D互動技術於全彩粉末3D列印機實作教學之開發
嚴, 子堯

使用沈浸式虛擬實境3D互動技術於全彩粉末3D列印機實作教學之開發 / 嚴子堯 - [南投縣] : 南開科技大學電子工程研究所, 民107[2018]. - 68葉 ; 圖,表 ; 31公分.
指導教授: 陳百薰參考書目: 葉57-59.
沉浸式虛擬實境Binder jetting technology

陳, 百薰

使用沈浸式虛擬實境3D互動技術於全彩粉末3D列印機實作教學之開發
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210 $a [南投縣] $c 南開科技大學電子工程研究所 $d 民107[2018]
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300 $a 指導教授: 陳百薰
300 $a 參考書目: 葉57-59
328 $a 碩士論文--南開科技大學電子工程研究所
330 $a 本研究為解決在學校中針對大學部學生進行教學與練習全彩粉末3D列印機台上所遇到必須考量的問題，包含機台操作流程繁多、粉塵飛揚造成不適、設備所在空間小、耗材成本高…等問題，因此我們使用沉浸式虛擬實境技術模擬與建構全彩粉末3D列印機教學與訓練平台的開發。經過我們對全彩粉末3D列印機台的實作經驗，我們將全彩粉末3D列印機台整個操作步驟流程分為檢查及補充、開啟機台、清潔滾軸、清潔刮水器、清潔噴頭、更換噴頭、噴頭測試、噴頭校正、準備列印、列印、取件後製，共十一個教學流程，其中檢查及補充教學流程中又包含六個子教學流程，分別是粉末、膠水、顏料、清潔液、廢水、平台的檢查及補充，我們將虛擬實境中的各個教學流程都變成一個關卡，在各個關卡中，會載入相對應的素材及教學流程引導，依循箭頭、流程圖、文字、物件的提示，逐步完成關卡流程，並提供真實的機台操作與虛擬機台操作的教學影片，加強對機台的操作認知。各關卡提供不同的互動方式，拿起物件、更換物件、倒粉、篩粉、倒水…等，也模擬機台面板的各項功能，儘量模擬提供與真實機台操作無異的操作方式及步驟。為了讓使-用者能在操作虛擬機台前能充分理解互動方式，在這十一個教學關卡前增加VR組件教學與VR互動教學關卡，使用者須完成這兩個教學關卡才能進入全彩粉末3D列印機台的教學關卡。簡而言之，為了排除時間、空間、環境、機台操作可能的危險及粉塵造成教學不易及學習不適的問題，我們建造了「全彩粉末3D列印虚擬實境室」，目的為在讓學生實機操作前，透過此虛擬實境的訓練平台進行學習，建立整套粉末3D列印機台操作流程與障礙排除的認知，並搭配互動式的教學引導，讓使用者清楚做到哪個步驟及接下來該做什麼，不僅解決了教學及學習上的問題，由於所有的教學與訓練過程都在虛擬實境中進行，也大大降低粉末3D列印機台於教學上所需耗費的成本。同時，因為它可重複練習的特性，同學更能熟悉整個的步驟及流程，提高實機操作粉末3D列印機台的學習效率及列印效益。 $u The purpose of this study is to solve the problems encountered in the teaching and practice of the "Binder Jetting 3D Printer" in school. These problems include the various operating processes, the discomfort of the respiratory tract caused by dust flying, the small space of the equipment, the high cost of consumables and etc. For this reason, we develop the “Binder-Jetting 3D printer virtual laboratory” platform by integrating immersive virtual reality technology.Through our practical experience in the binder jetting 3D Printer, we divided the complete operation process into 11 learning steps including Check, Turn on the power, Clean Roller, Clean Wiper, Clean Print Head, Replace the Nozzle, Nozzle Test, Head Alignment, Prepare to Print, Print and the Post process. The first “Check” step is further divided into 6 parts, including powder, glue, pigment, cleaning liquid, waste water, platform inspection and supplement.The 11 learning steps have been built into 11 interactive levels in virtual reality correspondingly. We develop several interactive guidance mechanisms for gradually guiding practitioners to complete levels. The interactive guidance mechanisms include the operation step flowcharts with various visual hints (including arrows, text, 3D objects) revealed near to the next operation part, and two kinds of operation films for strengthening practitioners’ cognition in operating 3DP.Moreover, depending on the various operation context of the 11 learning steps, different levels provided different ways of interaction, such as picking up objects, changing objects, pouring powder, sifting powder and pouring water and so on. No matter in appearance or in operations, we designed the virtual printer and related parts in the VR platform as the same as the physical machine, in order to simulate the actual operations with the physical 3D printer. In order to enable the users smoothly operating with the virtual 3DP, we designed two UI guidance levels of teaching users how interact with the virtual platform.In short, we build the “binder-jetting 3D printer virtual laboratory” platform to eliminate the difficulties and discomfort learning/teaching environment caused by time or space limitation, air pollution ultrafine particles (UFPs), dangerous situations due to unfamiliar operations and so on. This objective of the VR platform is to make learners be familiar the whole process and know the troubleshooting before implementing the physical 3D printer. It provides the entire operation roadmap clearly through gradually multi-level interactive guidance step-by-step. Not only it solves the current learning/teaching problems of binding jetting 3d printer, but also it plays down efficiently the consumptive material cost. The “binder-jetting 3D printer virtual laboratory” VR platform indeed improve the learning efficiency and print effects.
510 1 $a Applying immersive virtual reality 3D interactive technology to the development of binder jetting 3D printer training system. $z eng
610 0 $a 沉浸式虛擬實境 $a 頭戴式顯示器 $a 教育訓練 $a 3D列印 $a 全彩粉末3D列印 $a HTC VIVE
610 1 $a Binder jetting technology $a Additive manufacturing $a calcium sulfate $a Virtual Reality
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700 1 $a 嚴 $b 子堯 $3 1000111089
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801 0 $a tw $b 國圖 $c 20130805 $g CCR
801 1 $a tw $b 國圖 $c 20130805 $g CCR
856 $u https://hdl.handle.net/11296/ah2x8n
856 $u https://hdl.handle.net/11296/8mnxp8