由於NURBS電腦繪圖模型與參數化設計在電腦輔助設計上的影響，發展出許多有機的複雜造型。電腦繪圖中的形式操作日益豐富，但是如何將電腦上所繪製的形體於真實世界中製造並實體化出來是很大的挑戰。複雜形體的數位製造方法經常是以非典型的工法、構造或材料結合數位製造程序完成。本研究中嘗試以NURBS曲面的數位製造實驗，歸納出複雜形體的製造方法。本研究將曲面數位製造實驗分成三個階段，分別以不同的方式討論與處理NURBS曲面的構成方式。

   「參數化製造」是將數位製造過程中可以參數化的部份加以處理，進而達到客製化製造的任務。本研究是由一個休憩裝置的數位製造開始，嘗試將NURBS曲面建構規則中的等參數曲線（Iso-Curve）對應到不同的結構形式。並嘗試以不同材料、接頭的加工與細部設計，將材料與加工條件編碼後發展出各種榫頭與元件。第二階段由NURBS的演算規則切入，參考生物學領域描述形態的研究─可適形態（Adaptive Morphology），藉由相似的形態之構成邏輯去討論由局部形塑整體的形態構成方法，發展出以元件組合成整體曲面構造的可能方式。第三階段則由構造與材料切入，實驗參數化的曲面製造程序與動態的製造方法。在參數化製造的程序中不僅是單純的使用數位製造工具而已，而是將形體幾何、物件關係與製造條件等關聯，定義在關聯式模型的架構中，進而能夠發展出大量客製化的製造模型。 

    製造複雜形體的方法，脫離不了形態學與拓樸學，在本研究一開始嘗試透過傳統化約曲面、組件與元件三者不同尺度的幾何關係，建立一個檢驗與衍生的系譜。在此系譜中討論元件單元的製造，組合出具有織理性的曲面構造。並討論材料、密度、屬性與接合等條件，對應製造後不同類型形式與結構的差異，定義出可適化曲面構造的構成要素與條件。根據本研究的成果歸納出參數化製造形態生成連續且差異化的方法，期待能為下階段參數曲面化設計發展帶來不同的討論方向。

Thanks to the influences of computer graphics model and parametric design on computer-aided design, many complex organic forms are thereby generated. Although formal operations of computer graphics become diversified, how to fabricate and materialize the forms drawn on the computer into the real world remains a great challenge. The digital fabrication of complex forms is often completed via atypical construction method, structure or materials combined with digital fabrication process. This research attempts to employ digital fabrication experiment of NURBS surface to induce fabrication methods of complex forms, and divides the digital fabrication experiment of NURBS surface into three stages in order to respectively discuss and handle the constructive method of NURBS from different perspectives. 

    "Parametric Fabrication" deals with what can be parameterized in the digital fabrication process to satisfy the mission of customization. This research started from the digital fabrication as recreational equipment, trying to correspond to the Iso-Curve defined in the construction rules of NURBS surface to different structure forms, and to develop various tenons and components by using different materials, processing and detailed designs of the connectors after encoding the materials and processing conditions. The second stage refers to the research that describes morphology, namely adaptive morphology, in biology and focuses on the calculus rules of NURBS.  It utilizes the similar constructive logics of form construction to discuss the constructive method of how small parts add up to a whole, and thus develops possible methods of the formation of an overall surface by small elements. The third stage aims at construction and materials, experimenting on the parameterization of surface fabrication process and dynamic fabrication methods. The parameterization of the fabrication process does not naively utilize tools for digital fabrication, but defines the correlations among physical geometry, object relations and production conditions in the context of associative modeling, so as to pave ways to a large number of customized fabrication models. 

    The fabrication methods of complex forms have been closely related to morphology and topology. Therefore, this research firstly tries to establish a spectrum of examination and generation via three different scales of geometric correlations among traditional reductive surface, components and elements. This spectrum mainly talks about the fabrication of elements composed to be a rational surface. It also describes the different conditions of materials, density, property and connection compared with different types, models and structures after fabrication, aiming to define the constructive elements and conditions of the adaptive surface. It is expected that the continuous and different methods of parameterization of form fabrication induced by the research results can hopefully bring along different directions of discussions on the development of parametric surface in the next stage.

[目  錄]
Chapter 1. 緒論
1.1 研究動機	2
1.1.1 個人對於數位製造的興趣	2
1.1.2 參數化設計的興起	4
1.1.3 昂貴的模具不適於大量客製化的製造需求	5
1.1.4 延伸參數化設計至參數化模具與製造	6
1.1.5 思考數位時代的建築	6
1.2 研究目的	7
1.2.1 探討數位製造出的曲面元件結構與材料性	7
1.2.2 元件的實驗、分析與數位製造	8
1.2.3 由軟體中建構之拓樸表面到真實材料的轉換	8
1.2.4 討論參數化製造的特性：置換、互動、再材料性	10
1.2.5 可適化模具的動態機制與材料實驗	10
1.3 論述與實驗操作方法	11
1.3.1 研究流程	11
1.3.2 元件系譜與原型類推	12
1.3.3 關聯式資料庫模型	18
1.3.4 由編碼到數位製造的流程	24

Chapter 2. 相關背景與文獻回顧
2.1 製造技術轉變與建築設計的轉向	26
2.1.1 新材料的出現	26
2.1.2 工程技術的轉變	27
2.1.3 繪圖技術的轉變	28
2.1.4 來自技術的反省	29
2.2 建築設計與教學中數位設計與製造的影響	30
2.2.1 CAD發展與設計轉變	30
2.2.2 CAM發展與建築上的影響	31
2.2.3 CAD/CAM對於設計學習與生產的影響	32	
2.3 數位構築與實驗性建築	32
2.3.1 去物質性	33
2.3.2 材料性的探討	34
2.3.3 數位設計方法與數值加工方式	36
2.3.4 複雜與非線性系統	38
2.4 衍生式元件系統與「織理性建築」	39
2.4.1 建築中的元件系統	39
2.4.2 織理性建築	39
2.4.3 元件經由編織後的結構行為轉變	40
2.4.4 衍生式元件系統與「織理性建築」的關係	41
2.5 衍生式元件系統在構築上的意義	42
2.5.1 數位時代的編織形式	42
2.5.2 數位工具的隱喻	43
2.5.3 衍生式元件系統的構築性	43
2.5.4 數位構築與設計語言的相互影響	44
2.6 相關案例	44
2.6.1 東大門設計廣場( Zaha Hadid, 2014）	44
2.6.2 台中歌劇院（伊東豊雄, 2014）	47
2.6.3 Museo Soumaya（Fernando Romero Enterprise, 2011）	50
2.6.4 Mannheim Multihalle（Frei Otto, 1975）	53
2.6.5 Wave Floor（Jason Carlow, 2007）	56

Chapter 3. NURBS曲面構造之數位製造
3.1 概述	60
3.1.1 基地概述	60
3.1.2 NURBS曲面構造初探	60
3.2 整體構造與設計說明	60
3.2.1 實體結構與構成	60
3.2.2 電腦模型與模擬	63
3.3 施工過程	64
3.3.1 基座的製造	64
3.3.2 上部樹狀支架的製造	65
3.4 小結	67
3.4.1 從3D形體轉化成2D加工過程中資訊流失與數位形式的出現	67
3.4.2 一種參數化製造的方法	68

Chapter 4. 衍生式元件系統的織理性
4.1 數位編織試驗1－製造條件參數化	72
4.1.1 元件與曲面的構成關係	72
4.1.2 製造條件	73
4.1.3 組裝過程	73
4.2 數位編織試驗2－材料性參數化	77
4.2.1 元件與曲面的構成關係	77
4.2.2 製造條件	78
4.2.3 組裝過程	78
4.3 織理性構造1－可適化複層元件曲面之參數化與數位製造	79
4.3.1 元件與曲面的構成關係	79
4.3.2 製造條件	80
4.3.3 元件製作	80
4.3.4 分析與優化	80
4.3.5 裝置製作	81
4.4 織理性構造2－可適化反曲形曲面之優化與數位製造	82
4.4.1 元件與曲面的構成關係	82
4.4.2 製造條件	83
4.4.3 發展流程	84
4.4.4 元件與組件關係	86
4.4.5 分析與優化	89
4.4.6 裝置製作	94
4.5 小結	101
4.5.1 可適化曲面構造	101
4.5.2 以元件組合的一種織理性構造形式	101

Chapter 5. 可適化模具與參數化製造
5.1 模具製作與成型	110
5.1.1 模具概述與試驗	110
5.1.2 模具製作	112
5.1.3 翻模成型	118
5.2 材料試驗與反曲形薄殼單元製造	123
5.2.1 製造條件	123
5.2.2 定義特徵：形態參數	123
5.2.3 成型條件：材料參數	125
5.2.4 曲面模具測試	137
5.3 參數化製造之機制與機構製造	144
5.3.1 參數化製造之動態機制	144
5.3.2 可適化模具之變形機制	150
5.3.3 成型過程與裝置	151
5.4 以可適化模具與參數化製造之曲面構造製作	153
5.4.1 可適化模具之數位放樣機制	153
5.4.2 反曲面構造之模板組裝	154
5.4.3 反曲面構造之施作	155
5.5 小結	157
5.5.1 開放性的參數化製造系統	157
5.5.2 從設計到製造的關聯式模型	157

Chapter 6. 結論與後續研究
6.1 總結	160
6.1.1 連續且差異化的製造方法	160
6.1.2 可適化曲面的可置換性與再結構性	160
6.1.3 數位製造後的再材料性	161
6.1.4 參數化製造之回饋機制與形態發生	162
6.1.5 可適形態與參數化製造對於教學與形式的影響	163
6.2 後續研究	163
參考文獻	166

[圖目錄]
圖 1.1 1、「2002年－南投縣協力造屋」自立營造主結構完成與合影	2
圖 1.1 2、「2003年－宜蘭童玩節－樹居屋」完工照	2
圖 1.1 3、「2004年－宜蘭童玩節－風的裝置」完工照	3
圖 1.1 4、「2006年－宜蘭童玩節－後樂園」完工照	3
圖 1.1 5、「2005年－特洛依鐵馬贖城記－行動藝術」台北市政府前行動劇照	3
圖 1.1 6、「2006年－大陸河南省蘭考縣協力造屋」輕量化屋架與基礎組立	3
圖 1.1 7、Ivan Sutherland提出Sketchpad與麥金塔電腦圖像介面	4
圖 1.2 1、由形態發現（Form Finding）、細分到數位製造的數位製造流程圖	9
圖 1.3 1、說明曲面構造的規則與關係	12
圖 1.3 2、幾何圖形與參數化資料庫之間的關係之一	18
圖 1.3 3、幾何圖形與參數化資料庫之間的關係之二	18
圖 1.3 4、建立間距相同的曲面分割規則	20
圖 1.3 5、元件的法向量與資料庫數值對應所產生的形體關係	20
圖 1.3 6、矩陣中每個分割點與鄰近元件的向量關係是意圖	21
圖 1.3 7、置換元件後所產生的2D元件相互關係	21
圖 1.3 8、以物件導向方式串連的衍生系統	22
圖 1.3 9、以內凹的四邊形衍生的框架結構	22
圖 1.3 10、以內凹的六邊形衍生的11*11框架結構	23
圖 1.3 11、以交錯的一字形桿件衍生的11*11互承式框架結構	23
圖 1.3 12、由編碼到數位製造的流程圖	24
圖 2.1 1、Pierre Bezier 以NURBS定義曲線與曲面之關鍵定義參數之一	28
圖 2.1 2、Pierre Bezier 以NURBS定義曲線與曲面之關鍵定義參數	29
圖 2.3 1、Ice Shell Building, Tsutomu Kokawa, Japan, 1991	34
圖 2.3 2、Blurring House, Diller+Scofidio, Switzerland, 2002	34
圖 2.3 3、Library of the Eberswalde Technical School, Herzog & De Meuron, Eberswalde, Germany, 1999	34
圖 2.3 4、Dominus Winery, Napa Valley, Herzog & De Meuron , California	35
圖 2.3 5、Swiss Pavilion, EXPO 2000, Peter Zumthor, Hannover, 2000	35
圖 2.3 6、Nemunoki Art Museum, 1999 / Japan Pavilion, EXPO 2000, Shigeru Ban, Hannover, 2000	36
圖 2.3 7、Prototype Dwelling, Rural Studio	36
圖 2.3 8、南投自力造屋，謝英俊，2003	36
圖 2.3 9、Guggenheim Museum Bilbao, Frank Gehry, Spain, 1997	36
圖 2.3 10、D塔，NOX，荷蘭，2004	37
圖 2.3 11、BMW Pavilion, Bernhard Franken, 1999	37
圖 2.3 12、Son-O-House, NOX, Son en Breugel, 2004	37
圖 2.3 13、聯邦廣場，Lab Architecture Studio & Bates Smart，墨爾本，2003	38
圖 2.3 14、水立方國家游泳中心，PTW，2007	38
圖 2.4 1、木皮經由表片切割、編織、固定後的結構行為	40
圖 2.4 2、金屬片編織的方式與發展出的組合類型與細部構件	41
圖 2.4 3、織品結構的施工圖	41
圖 2.6 1、韓國東大門設計廣場及公園	45
圖 2.6 2、金屬板液壓成型示意圖	46
圖 2.6 3、金屬板多點拉伸成型機制	46
圖 2.6 4、金屬面板組裝與定位	47
圖 2.6 5、台中歌劇院，伊東豊雄，台中市，台灣，2014	47
圖 2.6 6、以CNC乙炔於鐵板上燒製放樣	48
圖 2.6 7、於鐵板上焊接假固定之鐵片	49
圖 2.6 8、將鋼筋假固定於放樣用之鐵片上	49
圖 2.6 9、以間隔器焊接固定鋼筋完成單一桁架	49
圖 2.6 10、將桁架依序組合	49
圖 2.6 11、桁架間綁紮水平鋼筋	49
圖 2.6 12、桁架外以細目鋼絲網取代模版進行水泥灌漿	50
圖 2.6 13、灌漿完成後曲牆結構體	50
圖 2.6 14、Museum Soumaya, Fernando Romero Enterprise , Mexico , 2011	50
圖 2.6 15、說明建築形體、結構體與雙曲面之間的關係	51
圖 2.6 16、高斯分析下產生的六角形分布情形	51
圖 2.6 17、圓形、三角形與六角形三者的分割關係圖	52
圖 2.6 18、主圓柱結構、次框架系統與表面六角形元件組成關係圖	52
圖 2.6 19、施工過程中六角形元件與框架組合照	53
圖 2.6 20、Mannheim Multihalle, Frei Otto, Germany, 1975	53
圖 2.6 21、設計階段以網格塑膠薄膜取得形體參考點	54
圖 2.6 22、垂直桁架以四層木條相互固定曲度後鎖入水平木條塑形	55
圖 2.6 23、木條桁架轉換系統	55
圖 2.6 24、垂直與水平桁架系統整體塑形狀態	55
圖 2.6 25、框架外鎖上塑膠透明薄板	56
圖 2.6 26、Wave Floor, 水波紋地磚	56
圖 2.6 27、Wave Floor, 水波紋地磚	57
圖 2.6 28、Wave Floor, 水波紋地磚底部尚未附上水泥之前的木板結構	57
圖 3.2 1、討論過程中RP模型	61
圖 3.2 2、電腦模擬圖	61
圖 3.2 3、裝置分成兩部份：下部基座與上部樹狀支架	61
圖 3.2 4、組裝過程1（底座放樣、基座）	61
圖 3.2 5、組裝過程2（基座、樹狀柱列）	62
圖 3.2 6、樹狀支架與基座接頭之接合	62
圖 3.2 7、由交錯的板材疊合出的連續基座	62
圖 3.2 8、水平網狀鋼纜電腦示意圖與完工圖	62
圖 3.2 9、漸變的球體所產生的曲拱形式	63
圖 3.2 10、在FromZ軟體中以Marco指令操作複製與漸變的球體構造	63
圖 3.2 11、大小漸變的連續球體與樹狀支架關係示意圖	64
圖 3.2 12、調整NURBZ曲面的UV轉換成網面結構過程示意圖	64
圖 3.3 1、基座板材分割示意圖	65
圖 3.3 2、各種比例的柱狀接頭示意圖	65
圖 3.3 3、柱狀接頭與組裝過程照	65
圖 3.3 4、柱之接頭示意圖	66
圖 3.3 5、樹狀柱接頭	66
圖 3.3 6、樹狀柱接頭組裝	66
圖 3.4 1、完工後照片	67
圖 4.1 1、NURBS曲線控制點，控制點數為4	72
圖 4.1 2、NURBS曲線控制點，控制點數為6	72
圖 4.1 3、NURBS曲線控制點，控制點數為9	73
圖 4.1 4、曲線控制點與應力分佈的示意圖	73
圖 4.1 5、密迪板元件單元	74
圖 4.1 6、元件單元組裝完成後的可彎曲性	74
圖 4.1 7、組裝完成後的曲面可能產生出的形狀	74
圖 4.1 8、CNC铣床铣削出元件單元過程	74
圖 4.1 9、CNC铣床製造出的元件單元與表面的紋路	75
圖 4.1 10、元件單元組裝完成後可彎曲的狀態	75
圖 4.1 11、元件單元組裝完成為一可彎曲的曲面狀態	75
圖 4.1 12、矩型元件單層與雙層間的可變性差異	76
圖 4.1 13、矩型元件單層與雙層間的可變性差異結果	76
圖 4.1 14、樹脂元件完成的樣子	76
圖 4.1 15、樹脂元件組裝完成的可變性曲面	76
圖 4.1 16、樹脂元件組裝完成後曲面的彎曲狀況	77
圖 4.2 1、壓克力變形原理：厚度薄強度減低時，韌性相對提高，藉由組成面狀後產生更大的變形能力（應變能）	77
圖 4.2 2、壓克力元件的組裝過程	78
圖 4.2 3、壓克力元件切割完成後的單元狀態	78
圖 4.2 4、壓克力元件組裝成一曲面單元的平面狀態	79
圖 4.3 1、CNC铣床製造出元件單元個過程	80
圖 4.3 2、分析三角形單元元件的應力分佈情形	80
圖 4.3 3、單元組裝成曲面的狀態	81
圖 4.3 4、三角金屬元件表面以球刀铣削增加散熱面積	82
圖 4.3 5、元件組合方式	82
圖 4.3 6、單元組裝成曲面的狀態	82
圖 4.4 1、元件受力形變狀況	83
圖 4.4 2、單元組合成曲面後的受力分析圖	84
圖 4.4 3、雷射機器切割完成的元件	84
圖 4.4 4、片狀元件嵌於十字形置具中放樣組合成模矩單元	85
圖 4.4 5、模矩與模矩組合成大尺度的曲面	85
圖 4.4 6、元件單元組成的模具大小與尺寸	86
圖 4.4 7、壓克力元件切割完成後的單元狀態	87
圖 4.4 8、單元組件組成細部關係	87
圖 4.4 9、榫頭相互榫接的狀態	88
圖 4.4 10、組裝完成曲面的效果	88
圖 4.4 11、板狀元件的彎曲弧度	89
圖 4.4 12、單元組合成曲面後的受力分析圖	89
圖 4.4 13、調整模具的彎曲角度	89
圖 4.4 14、調整模具的形變量	90
圖 4.4 15、調整模具的形變量	90
圖 4.4 16、調整模具的形變量	90
圖 4.4 17、單元組合成曲面後的受力分析圖	91
圖 4.4 18、單元組合成曲面後的受力分析圖	91
圖 4.4 19、曲面受力分佈的情形	92
圖 4.4 20、接頭之應力分析圖	92
圖 4.4 21、參數化調整接頭的形式。	92
圖 4.4 22、調整前與調整後的應力與變形量分析圖	93
圖 4.4 23、組成曲面後彎曲的狀況	94
圖 4.4 24、尼龍線上固定的小零件	95
圖 4.4 25、鋼索上固定的小零件	95
圖 4.4 26、施作放樣用的底板	96
圖 4.4 27、正反卡榫交互排列	97
圖 4.4 28、鋼索於組件尾端固定的方式	97
圖 4.4 29、元件榫頭預留的尼龍線的孔位	97
圖 4.4 30、尼龍線與組件組合關係	98
圖 4.4 31、鋼索於組件尾端固定的方式	98
圖 4.4 32、曲面光影	98
圖 4.4 33、曲面整體彎曲的情形1	99
圖 4.4 34、曲面整體彎曲的情形2	99
圖 4.4 35、曲面整體彎曲的情形	99
圖 4.4 36、曲面之視覺效果	100
圖 5.1 1、石膏模具	110
圖 5.1 2、三種基本的模具格式	111
圖 5.1 3、集成材模具與鋼條結構	111
圖 5.1 4、CNC铣床製作模具的過程	112
圖 5.1 5、塗抹石膏用來填補縫隙	113
圖 5.1 6、塗抹完成石膏的模具	113
圖 5.1 7、以CNC铣床裝配球刀再次拋光塗抹補模石膏	114
圖 5.1 8、製作真空抽吸所需的框架	114
圖 5.1 9、焊接真空抽吸所需的框架	115
圖 5.1 10、於真空抽吸所需的框架外塗抹紅丹漆	115
圖 5.1 11、於真空框架外包覆鋁板	116
圖 5.1 12、製作完成真空抽吸所需的框架	116
圖 5.1 13、塗抹鉀肥皂以利脫模	117
圖 5.1 14、灌注液態矽膠製作矽膠模具	117
圖 5.1 15、脫模過程	118
圖 5.1 16、矽膠模完成	118
圖 5.1 17、依比例秤量混凝土、水與骨料並加以混合	119
圖 5.1 18、於矽膠模具表面噴塗矽油脫膜劑	119
圖 5.1 19、將混凝土灌注於模具中	120
圖 5.1 20、真空抽吸出混凝土灌製產生的氣泡	120
圖 5.1 21、控制真空抽吸的壓力值	121
圖 5.1 22、混凝土薄殼脫模過程記錄	121
圖 5.1 23、脫模完成	122
圖 5.1 24、混凝土曲面元件完成	122
圖 5.2 1、「平面薄殼單元01」於模具上之濃稠情形	125
圖 5.2 2、「平面薄殼單元01」吸真空的氣泡分布	126
圖 5.2 3、「平面薄殼單元01」灌注24小時候元件背面呈現平滑效果	126
圖 5.2 4、「平面薄殼單元01」脫膜後元件正面產生過多氣泡	127
圖 5.2 5、「平面薄殼單元01」脫膜後模具殘留骨料分離的情形	127
圖 5.2 6、「平面薄殼單元02」灌注後於模具中的情形	128
圖 5.2 7、「平面薄殼單元02」於真空狀態的氣泡相對較細緻	128
圖 5.2 8、「平面薄殼單元02」脫膜時模具與混凝土面皆光滑平順	129
圖 5.2 9、「平面薄殼單元03」添加纖維「碳化稻穀」原粒徑與細化過篩前比較	129
圖 5.2 10、「平面薄殼單元03」灌注後於模具中的情形	130
圖 5.2 11、「平面薄殼單元03」於真空狀態的氣泡相對較細緻	130
圖 5.2 12、「平面薄殼單元03」脫膜時模具有些微骨料分離，混凝土面較粗糙	131
圖 5.2 13、「平面薄殼單元03」混凝土表面有特殊的細緻紋裡	131
圖 5.2 14、「平面薄殼單元04」椰子纖維浸泡7小時前後對照情形	132
圖 5.2 15、「平面薄殼單元04」椰子纖維與混凝土拌合後的情形	132
圖 5.2 16、「平面薄殼單元04」灌注後的情形	133
圖 5.2 17、「平面薄殼單元04」真空狀態佈滿泡沫，並有纖維分離至表面情形	133
圖 5.2 18、「平面薄殼單元04」脫膜時模與混凝土都較平整乾淨	133
圖 5.2 19、「平面薄殼單元04」表面平順	133
圖 5.2 20、材料試驗04勒雖平整但有許多氣泡	134
圖 5.2 21、「平面薄殼單元05」灌注後於模具中的情形	134
圖 5.2 22、「平面薄殼單元05」於真空狀態的泡沫與纖維分離情形改善	135
圖 5.2 23、「平面薄殼單元05」脫膜時模具骨料分離情形也改善了	135
圖 5.2 24、「平面薄殼單元05」混凝土表面情形	135
圖 5.2 25、「平面薄殼單元06」脫膜時模具骨料分離輕微、混凝土平順	136
圖 5.2 26、以NURBS取線邊界建構的6種基本反曲形曲面	137
圖 5.2 27、以CNC铣床加工出反曲型曲面底面模具	137
圖 5.2 28、研究中使用的混凝土噴槍	137
圖 5.2 29、以混凝土噴槍噴塗於曲面矽膠模具的過程記錄	138
圖 5.2 30、以矽膠模具翻模之六種反曲形曲面薄殼單元	138
圖 5.2 31、反曲形薄殼單元脫膜後混凝土表面質感	139
圖 5.2 32、以CNC铣床加工吸塑用模具的粗铣與細铣過程記錄	140
圖 5.2 33、由CAD模型加入CAM參數設定與加工模擬示意圖	140
圖 5.2 34吸塑模具完成後於下凹面鑽孔以利真空吸塑成型	140
圖 5.2 35、真空吸塑模具中肋底部加寬前後對照圖	141
圖 5.2 36、加強吸塑模具中勒底部的貼合效果的抽氣孔分布情形	141
圖 5.2 37、真空熱塑成型步驟1-放置模具並預熱模具與PVC	142
圖 5.2 38、真空熱塑成型步驟2-PVC加熱至210度後覆蓋於模具上並抽氣真空	142
圖 5.2 39、真空熱塑成型步驟3-向PVC吹霧化水氣降溫	142
圖 5.2 40、真空熱塑成型步驟4-移除成型之PVC元件並裁切PVC板材	142
圖 5.2 41、真空熱塑成型後的PVC模具單元	142
圖 5.2 42、PVC模具單元置於反曲型底模上	143
圖 5.2 43、噴塗纖維混凝土，PVC模具單元因混凝土自重部分形成曲面造型	143
圖 5.2 44、以PVC模具製作之混凝土表面平整	143
圖 5.2 45、由於PVC模具本身的硬度較高，無法完全貼覆於曲面上	143
圖 5.3 1、線性致動器間的關係	144
圖 5.3 2、線性致動器與可適曲面間緩衝及轉向的模組關係	145
圖 5.3 3、轉向與緩衝模組	145
圖 5.3 4、轉向與緩衝模組與線性致動器間組合方式	146
圖 5.3 5、轉向與緩衝模組和可適曲面結合的關係	146
圖 5.3 6、Grasshopper內調整的機制	147
圖 5.3 7、以限位開關偵測線性致動器的移動速度	147
圖 5.3 8、PWM調整速度模組	148
圖 5.3 9、電子開關與機械開關訊號的轉換	148
圖 5.3 10、電晶體的連接方式	149
圖 5.3 11、由三個繼電器組合成開關與切換致動器往返的橋式電路製作	149
圖 5.3 12、製作電晶體與繼電器開關轉換模組	149
圖 5.3 13、開關模組連接至Arduino板	149
圖 5.3 14、由下至上依序為電源供應器、致動器調速模組及電子訊號開關模組，彼此為獨立電源迴路	150
圖 5.3 15、以碳纖維電熱線加熱可適化模具	150
圖 5.3 16、加熱後模具溫度最高可以上升至95度左右	151
圖 5.3 17、控制線性致動器移動距離的參數化程式	151
圖 5.3 18、調整單元編號後輸出幾何與向量資訊至Arduino，逐一控制致動器的移動行程	152
圖 5.3 19、受熱變形中的PVC薄膜	152
圖 5.3 20、上層為變形完成的PVC模具	152
圖 5.4 1、依據可適曲面的曲率釘合周圍的模具	153
圖 5.4 2、逐一修正模具之間的接合角度	153
圖 5.4 3、曲面模具的釘合	154
圖 5.4 4、將曲面的PVC模具放置於支架上	154
圖 5.4 5、噴塗第一層帶有玻璃纖維的混凝土	155
圖 5.4 6、反覆噴塗多層帶有玻璃纖維與碳化稻榖的混凝土	155
圖 5.4 7、噴塗完成	156
圖 5.4 8、拆模後的混凝土表面表面	156
圖 5.4 9、完成後約90cm寬*180cm長*1.5cm厚的混凝土薄殼曲面	156
圖 6.2 1、史都華平台的機構示意圖	164
圖 6.2 2、透過輸入手勢控制轉為數位訊號，再轉為機械手臂做微型手術的過程	165
 
[表目錄]
表 1.3 1研究流程表	11
表 1.3 2、曲面分割關係表	13
表 1.3 3曲面類型分類表	14
表 1.3 4、單層、雙層與多層之間的關係表	15
表 1.3 5、幾何形狀類型分析表	16
表 1.3 6、元件類型分析表	17
表 3.4 1、參數化製造方式的比較表	68
表 4.3 1、材料與結構分析表	81
表 4.5 1、衍生式曲面之「元件類型表」	103
表 4.5 2、衍生式曲面之「形狀類型表」	104
表 4.5 3、衍生式曲面之「曲面類型表」	105
表 4.5 4、衍生式曲面之「層與層關係表」	106
表 4.5 5、衍生式曲面之「曲面分割規則表」	107
表 5.2 1、反曲型薄殼單元之「元件形態分析表」	124
表 5.2 2、反曲型薄殼單元之「組件形態分析表」	125
表 5.3 1、挺桿控制器參數推桿表格	147

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