高考申論題
114年
[機械工程] 機械製造學(包括機械材料)
第 五 題
試分別說明珠擊(shot peening)及雷射噴擊(laser shot peening)的作法以及原理。(20分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想兩者皆為產生「表面殘留壓應力」以提升疲勞強度的表面改質技術。答題時需依序拆解各自的「作法（設備與加工流程）」與「原理（塑性變形與應力分佈）」，並強烈建議在考卷上繪製製程示意圖與殘留應力深度分佈曲線，以展現專業度爭取高分。
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【破題】 珠擊與雷射噴擊均屬於機械表面改質技術，其核心目的皆是透過使材料表面產生局部塑性變形，進而在表層建立「殘留壓應力（Residual Compressive Stress）」，藉此抵銷工作時承受的拉應力，大幅提升金屬材料的疲勞壽命與抗應力腐蝕破裂能力。 【論述】
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珠擊與雷射噴擊
💡 透過塑性變形於表面建立殘留壓應力，有效提升材料疲勞壽命。
| 比較維度 | 珠擊 (Shot Peening) | VS | 雷射噴擊 (Laser Shot Peening) |
|---|---|---|---|
| 能量轉換來源 | 珠丸實體撞擊動能 | — | 光能轉電漿衝擊波 |
| 強化影響深度 | 較淺 (約0.25 mm) | — | 較深 (可達1~2 mm) |
| 表面粗糙度 | 產生明顯微小凹痕 | — | 粗糙度增加極小 |
| 典型應用場景 | 汽車齒輪、彈簧 | — | 航太葉片、超合金 |
💬珠擊成本低且普及，雷射噴擊則以深度與表面精度優勢應用於高價值零件。
