在工程材料應用的歷史中，為了拓展可以應用的材料性質，採用了四種途徑，第一種途徑是透過使用不同化學元素開發出各種不同的金屬，陶瓷與聚合物。第二種途徑是透過各種處理手段（如熱處理）調控其微結構來取得更大的材料性質使用空間的發展。第三種途徑則是利用添加適當的強化/韌化材製作出複合材料，最後一種途徑是在材料內部做出微架構（micro-architecture），具有細胞狀組織的發泡材料（foams）就是其中的例子。含微架構材料在相同的宏觀體積下，其重量可以大幅降低，假如其中的微架構設計得當，在大幅減低重量之餘仍有機會保有相當的強度、剛性、韌性等，故自然界大量使用含微架構形狀的細胞狀材料。傳統製程中的發泡材料，其能獲得的微架構幾何形狀與尺寸就有頗大的限制。無法得到指定的形狀與材料分佈，近乎隨機的材料分佈往往浪費很多材料在對改善機械性質沒有幫助的位置。而且大多數發泡材料的變形是由微架構組件的彎曲所提供，而彎曲剛性往往遠小於受軸向受力之剛性，因此也相當不利於其剛性與強度。 利用3D列印製程，則可以按設計製作出有利的微架構。本研究利用廉價之DLP投影機，改裝了其投影光路，開發出每個像素 0.757μm的解析度進行光固化樹脂列印的設備（圖1），並以控制切層厚度，暗黑成化等技術，製作出以圖2之八隅體桁架結構作為微架構之材料。八隅體尺寸可小至80μm。圖3為微架構材料之成品，圖4顯示材料之機械性質可透過微架構單元尺寸來調控。（單秋成教授提供 csshin@ntu.edu.tw）
在工程材料應用的歷史中，為了拓展可以應用的材料性質，採用了四種途徑，第一種途徑是透過使用不同化學元素開發出各種不同的金屬，陶瓷與聚合物。第二種途徑是透過各種處理手段（如熱處理）調控其微結構來取得更大的材料性質使用空間的發展。第三種途徑則是利用添加適當的強化/韌化材製作出複合材料，最後一種途徑是在材料內部做出微架構（micro-architecture），具有細胞狀組織的發泡材料（foams）就是其中的例子。含微架構材料在相同的宏觀體積下，其重量可以大幅降低，假如其中的微架構設計得當，在大幅減低重量之餘仍有機會保有相當的強度、剛性、韌性等，故自然界大量使用含微架構形狀的細胞狀材料。傳統製程中的發泡材料，其能獲得的微架構幾何形狀與尺寸就有頗大的限制。無法得到指定的形狀與材料分佈，近乎隨機的材料分佈往往浪費很多材料在對改善機械性質沒有幫助的位置。而且大多數發泡材料的變形是由微架構組件的彎曲所提供，而彎曲剛性往往遠小於受軸向受力之剛性，因此也相當不利於其剛性與強度。
利用3D列印製程，則可以按設計製作出有利的微架構。本研究利用廉價之DLP投影機，改裝了其投影光路，開發出每個像素 0.757μm的解析度進行光固化樹脂列印的設備（圖1），並以控制切層厚度，暗黑成化等技術，製作出以圖2之八隅體桁架結構作為微架構之材料。八隅體尺寸可小至80μm。圖3為微架構材料之成品，圖4顯示材料之機械性質可透過微架構單元尺寸來調控。（單秋成教授提供 csshin@ntu.edu.tw）