3D列印機

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「2016製造業論壇」,實威國際發表「原型製造與模具的3D印表機應用」演說!
日期:2016-07-14
       
      近幾年來跟製造業有關的科技趨勢紛至沓來,包括物聯網、機器人及3D列印等。實威國際副總經理彭聖介指出,其實3D列印本質上也是一種製造機器人,而且早在1986年3D列印的觀念就已經成形,但直到近期才開始熱門,其中的關鍵之一,在於產品設計是否已經數位化。

彭聖介進一步分析指出,3D列印可以分為兩大模式:第一種是光照射,又可分為光造型法、粉末燒結法及薄片疊積法;第二種是噴嘴,包括樹脂押出法、噴蠟法及粉末膠著法;後者為純機械式,成本也比較平價。

目前的3D列印技術已經可以印出許多物品,甚至可以列印頭髮、器官及槍枝,而且應用在工業領域方面,包括汽車、飛機上的關鍵零組件,都已經開始採用3D列印技術,因為這些產業的產品附加價值比較高,比較能承受3D列印的成本壓力。

雖然3D列印技術已經相當普及,但並非所有的3D列印作品都能有一定的水準。彭聖介指出,要能夠發揮3D列印的價值,除了設計需要數位化外,也要看設計師的功力。

此外,市面上充斥各種3D列印裝置的品牌,彭聖介表示,3D Systems不僅遍佈全球,更擁有許多世界級的客戶,掌握7種列印引擎及100種以上的高性能材料技術,其擁有1,700多種專利,更是該公司的產品優勢之一,也成為許多用戶選擇3D列印裝置的首選原因。

此外,能否選擇正確的3D列印裝置,也會影響3D列印的結果,端賴需求而定。目前的3D列印裝置,從新台幣1.5萬元到3,000萬元都有對應的產品,從個人、專業到產業應用的層級都已涵蓋。

如果用材料的方式來分類,會比較容易分辨3D列印裝置的特性。如粉末型(Powder Base)可以用雷射及膠水作為媒介;光投射(Photo Polymer)可以用雷射及UV作為媒介;後者的成本會比前者高。

彭聖介認為SLA(Stereo Lithography Apparatus;光固化樹脂成形)及SLS/SLM(Selective laser sintering/melting;雷射粉末燒結/熔融)技術會是未來3D列印的主流,尤其是金屬材料,在開始進入3D列印領域時,SLS/SLM的重要性將會更加提升。

彭聖介強調,使用金屬材料雖是3D列印最終要達成的目標,但由於SLA及SLS/SLM的機器價格,都是從700~800萬元起跳,甚至不乏千萬新台幣的機種,所以目前主要還是以工業製造,尤其是汽車產業使用為主,並非創客市場的關注焦點。

彭聖介指出,除了使用材料的差別外,3D列印技術也一直在不同的領域有所突破,如MJP(Multijet Printing,多噴頭列印技術),已經可以製造彩色3D產品。由於對創客而言,即使沒有製造的經驗及Know-how,只要設計得出來,就能製造出來,也因此3D列印會成為創客文化的推手。

由於創客真正在意的3D列印成本,其實在於時間,彭聖介認為,3D列印未來的發展目標,就是要將艱深的製造技術,能夠佈建到一般人的應用之中,設法做到Time to Market。

由於3D列印裝置的出現,帶給製造經濟更多的開放可能性,無與倫比的創新刺激效應,帶來深遠的社會影響。有趣的是,在Google的關鍵字搜尋統計中,搜尋3D列印的次數,已經超過韓國少女偶像團體「少女時代」,由此可見3D列印的魅力,也因此各界預估在未來十到廿年,3D列印市場還是會一直成長。

隨著3D列印的普及,彭聖介認為,3D列印的需求類型,也會愈加廣泛,不管是用來製作概念原型產品、功能性概念商品、快速製模或大量客製化商品,都可以看到3D列印技術的蹤影,如在產品設計打樣方面,可以降低設計成本、提高保密性,進行多樣少量生產。

事實上,3D列印早已廣泛用於汽車、飛機、運動鞋及建築產業,甚至應用在生化醫療方面,包括骨骼支架、植體設計、間質幹細胞及組織器官,都可能透過3D列印技術來製作。包括微機電應用、金屬成型、材料多樣性、快速製造等製造技術的改善,也都是3D列印技術可以發揮之處。

彭聖介最後指出,精度、強度與大小仍是決定3D列印裝置價格的重要因素,具高附加價值的航太、汽車、醫療會是應用發展最快的產業,客製化的量產需求與創意應用,將會帶動3D列印市場的成長,未來的3D列印,還需要連結智能製造及創意文化,建立以科學為根基的藝術思維,對世界產生更大的影響。
       
     
      實威國際工程部副總 彭聖介。
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