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國立臺北科技大學 土木工程系土木與防災碩士班 黃昭勳、王仁佐所指導 陳恩加的 鋼軌扣件組破壞模擬分析 （2018），提出3D 手持式掃描儀關鍵因素是什麼，來自於鋼軌扣件組、鋼軌、有限元素分析、捷運系統、LS-DYNA。
而第二篇論文國立臺灣大學 職業醫學與工業衛生研究所 陳志傑所指導 盧靖安的 新世代呼吸防護具的研發 （2018），提出因為有 繫帶張力、密合度、中國標準人頭、3D掃描、3D列印、客製化、彈性面體的重點而找出了 3D 手持式掃描儀的解答。
鋼軌扣件組破壞模擬分析
為了解決3D 手持式掃描儀 的問題，作者陳恩加 這樣論述：
在過去有關鋼軌扣件組的研究及文獻中，大多為系統分類及實驗測試，而針對鋼軌扣件組的有限元素分析卻相當稀少。經由臺灣桃園國際機場聯外捷運系統建設計畫 [1] 現場監測結果發現在鋼軌扣件組中有部分零件發生破壞，而本研究針對鋼軌扣件組中鋼軌墊片及基鈑墊片的破壞行為進行分析，但對於其破壞原因很難用實驗或理論計算得知，因此就必須透過有限元素模型分析，進而探討其力學行為與破壞原因。因鋼軌扣件組本身零件複雜、形狀多變，在建立模型上就具有相當高的困難度，因此本研究結合了3D掃描技術，將鋼軌扣件組的外型輪廓進行360°環繞掃描形成點雲模型，後續再藉由許多三維繪圖軟體將點雲模型繪製成幾何模型，再根據臺灣桃園國際機
場聯外捷運系統建設計畫監測所得之數據輸入到分析模型中，使分析更接近真實情況提高分析結果的可信度，最後探討其破壞原因提供後續工程參考，解決鋼軌墊片及基鈑墊片的破壞問題。
新世代呼吸防護具的研發
為了解決3D 手持式掃描儀 的問題，作者盧靖安 這樣論述：
第二章:呼吸防護具其繫帶的鬆緊程度影響了密合程度，然而，有關繫帶張力對過濾面體(FFRs, Filtering Facepiece Respirators)密合度的影響的文獻仍十分有限，且大多數FFRs的繫帶採固定長度之設計。因此，本研究旨在探討不同繫帶材質之面體密合度，找出最適條件之繫帶材質與張力，也一併對不同人頭大小、皮膚硬度進行探討。在本研究中，使用3D列印機打印出由聚乳酸製作的標準中國頭型（小、中、大型）。使用張力計（Handy Digital Force Gauge，Algol，HF-1，Japan）進行繫帶張力的量測。使用冷凝顆粒計數器（PortaCount，TSI Inc.，S
t.Paul，MN，USA）測量FFRs內部和外部的顆粒濃度。由研究結果顯示，將FFRs佩戴於中國標準人頭，上繫帶張力（2.03~5.74 N）基本上都高於下繫帶張力（1.18~4.55 N），且原廠設定之繫帶張力並沒有隨著FFRs重量的增加而增加，這可能會減少面體對呼吸道的保護。對於典型的FFRs繫帶，張力在前一個小時內從4.6到3.5 N迅速下降，且在前20分鐘內，張力會發生最顯著的衰減。在劇烈變化期後，下降趨勢減弱。因此實驗皆以20分鐘為周期進行測量。大多數繫帶在前20分鐘內有20 ％的衰減。由假人頭持續密合度測試之研究結果指出密合係數隨時間衰減，可能是由於繫帶張力的衰減。因此需要具有更
穩定的張力特性繫帶以提供更恆定的呼吸保護。繫帶張力穩定性取決於紗支數，膠條數量決定了初始張力，故會建議市售的FFRs使用張力特性更穩定之繫帶高紗支數），以提供長期且穩定的密合。此外，在前10分鐘密合係數會發生最顯著的衰減，因此建議受試者佩戴面體十分鐘後再進行密合度測試。本研究還比較不同的皮膚硬度，結果表明較軟的臉部有較好的密合度。在臉部硬度相同的情況下，較大的頭型具有更好的密合性。如果面體不適合面部，繫帶張力對於密合之優化效果有限。適合臉部的面體則可以藉由改變繫帶張力增加密合情形，因此會建議繫帶改為可調式，僅需較少之繫帶張力即可達良好密合與舒適性。目前市售面罩專為西方人設計，故東方人佩戴密合度
有普遍偏低的情況，理想的情況是每個人都有自己的客製化口罩，在這樣情況下可以實現最小的繫帶張力與最高舒適性。第三章:市售口罩皆為固定規格，無法適用所有人之臉型，不適合之口罩將會導致空氣污染物從不密合處洩漏進入呼吸區並對人體造成害。若是佩戴與其臉部輪廓完全密合之客製化口罩，可以使用最低的繫帶張力達到最好的密合效果及舒適性，故本研究將利用3D掃描及3D列印方法製作客製化面體，解決呼吸防護中最棘手的密合度問題。製作客製化面體需利用3D掃描及3D列印之技術，故本研究分為三個部分，第一部分需先利用假人頭評估市售掃描機台之掃描偏差，使用市售7款3D掃描機台進行假人頭掃描，藉由3D列印機台列印出中國標準人頭後
，使用掃描機台進行量測，接著藉由軟體進行圖檔之比對，個別將掃描結果與原始圖檔進行誤差分析。第二部分為評估人體臉部在掃描期間移動所造成之影響，由於手持式掃描儀所需之掃描時間較長，為了評估這期間人臉變動所造成之誤差，掃描了10位真人，將手持式與固定式掃描儀之掃描結果進行誤差比較。第三部分則使用3D掃描系統建立三維臉部模型，接著使用電腦輔助設計computer aided design (CAD)建構出口罩模型，並3D列印印出客製化口罩，最後將客製化口罩佩戴至真人及假人頭(經3D掃描之真人頭型並以3D列印出之假人頭)上進行密合度比較。第一部分研究結果顯示市售掃描儀之偏差值約落在0.122 mm，若比
較正臉、側臉與下巴之掃描結果，正臉之掃描結果最佳，因為正臉有眼、鼻、嘴等明顯特徵。最差的為下巴，下巴不僅沒有明顯特徵也落於掃描邊界，會有最差之掃描結果。第二部分評估了掃描期間臉部變動對所造成的影響，人臉變動約會造成0.323 mm之誤差，所以若同時考量到機台本身之偏差及人臉移動所造成之影響，A廠牌之手持式掃描儀整體偏差為0.334 mm，以整體偏差來說固定式掃描儀之掃描偏差較小(0.200 mm)，然而差異僅在0.13 mm左右，第三部分研究結果指出矽膠材質本身較軟，故3D掃描及3D列印之偏差對密合度造成影響甚微，相較於市售彈性面體，在相同的上、下繫帶張力下(上繫帶張力TU=7.2 N，下繫帶
張力TL=2.5 N)，真人佩戴其客製化口罩密合度值約在56372，故使用較少之繫帶張力即可達到優異之密合效果及舒適性。將口罩佩戴至假人頭(經3D掃描之真人頭型並以3D列印出之假人頭，s5)上也維持十分高之密合 (FF=15339)，然而以假人頭進行密合度測試仍為一較保守之測試方法，此外，以假人頭做為密合度測試時不需過度追求與真人相似之臉部軟硬度，使用硬度s5之矽膠即可接近真實臉部軟硬度之密合度測試結果。客製化面體必定為未來呼吸防護具的重點研發趨勢，且本研究已成功建立客製化口罩之製作流程，然而目前製作之面體偏重且製作程序複雜，仍須進一步進行改良。