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台灣該如何打造DDM優勢
複合設備、軟體與材料是關鍵

【作者: 姚嘉洋】   2014年05月05日 星期一

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從去年起,「3D列印」這個名詞就成了媒體寵兒,在不斷地報導下,大家都已耳熟能詳。各大展會(包括今年的CES)都將3D列印設為專區,不難想像全球對於該技術的重視有多高。


事實上,諸多媒體針對3D列印的報導不外乎是掌握其硬體商機或是可以發揮更多的硬體設計上的創意等內容,但細觀來看,究竟3D列印能為對台灣的產業界帶來哪些益處,台灣的業者們的心態或是思維又該如何調整,這些應該是台灣整體產業必須思考的核心問題才是。


3D列印與DDM的差異

在討論3D列印之前,我們必須簡單認識一下DDM(Direct Digital Manufature;直接數位製造)的定義。工研院積層製造與雷射應用中心總監曾文鵬直言,數位製造不見得可以與3D列印劃上等號。原因在於,數位製造必須透過網路基礎建設,再整合軟體、材料甚至機器人等要件來進行產品生產,像是台積電旗下的晶圓廠便是例子之一,該公司接受來自全球各地客戶的訂單,但卻是由台灣當地的晶圓廠進行量產。


至於DDM,可說是數位製造再加上先進的3D列印程序,最常見的是金屬積層製造(Additive Manufacturing;AM)技術。換言之,DDM本身便與我們所熟知的「3D列印快速原型製造」有一定程度的差距,理由在於前者做出的產品已可是完成品,也就是可以導入市場使用和銷售。


3D列印並非取代 而是「互補」

那麼,台灣的產業界對於3D列印究竟該用何種心態來看待,或是該採取何種作法。曾文鵬的看法或許可以作為台灣產業界的參考:「若只看積層製造,你的看法會被侷限,如果把傳統CNC的減法理論,再配合擁有加法理論的積層製造,可以產生很大的想像空間。」


曾文鵬進一步談到,台灣若要發展3D列印,必須進一步思考是要基於何種基礎下來進行發展。以工具機領域的CNC來說,台灣在全球佔有重要地位,從這一點切入去結合3D列印的發展,會有更堅實的利基點。


曾文鵬會有這樣的見解,有其支持論點。3D列印與CNC之間的差異便在於,前者可以完成CNC無法完成的複雜設計,讓許多極具創意的結構設計能夠快速實現。但前者所花費的時間太長,無法有效率的大量量產,再者,3D列印本身也有精細度的問題需要克服。


這些缺點,恰巧就是CNC能夠發揮所長的地方。所以兩者若能彼此截長補短,確實大有可為。實現上,就他的觀察,台灣的確有少數廠商看到了這種作法的可能性。只不過,這些業者們大多都是在私底下進行佈局,鮮少會有業者主動跳出來談3D列印這件事。



圖一
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綜觀台灣環境 代工還是不得不為的選項

實威國際副總經理彭聖介則是用另一個角度來看待台灣投入3D列印的發展。


「台灣是否真能發展3D列印?從台灣整個大環境來觀察,或許可以窺見一二。」彭聖介說。


他認為,以美國市場來說,3D列印之所以會跑得比我們前面,理由在於美國教育理念相對開放,所謂的「車庫文化」遠比台灣來得興盛,自然可以衍生出不少的創意或是創業人才。而3D列印本身就具備了強烈的創意色彩,台灣想切入這塊市場大餅,恐怕第一步還是從代工開始作起。不過長期來說,從教育下手才能讓3D列印的發展更加健全。


就代工來說,台灣在硬體製造已經有一定的實力存在,剩下的問題在於品牌大廠是否願意投入,以及能否掌握關鍵零組件並面對專利方面的挑戰而已。彭聖介分析,即便產業界對於新金寶集團旗下的三緯國際(XYZprinting)所推出的平價3D列印機有不同的聲音,但率先搶進市場占有一席之地,未嘗不是一個取得灘頭堡的戰略,除了發展自有品牌,亦展現了自己的製造能力,一旦像是惠普這樣的國際大廠願意投入此一市場,那麼新金寶有可能取得惠普的代工訂單。


Gartner研究總監Pete Basiliere也補充說明指出,三緯國際的確是一個很好的例子,該公司利用自已的核心競爭力、經驗、專業、分散發製造與銷售管道,針對一般消費者推出3D印表機,假設消費者與企業對3D列印的興趣持續快速升高,三緯甚至可轉型做3D列印服務,針對個別市場接受訂製生產3D列印物件。由於台灣製造業者的強項在於設立生產線,有條件在兼顧成本效益下來製造少量物件,而且還有獲利空間。



圖二
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除了代工 台灣應有更深入的省思

但是,彭聖介也強調,3D列印並非是萬能的技術,「我們應該思考的是,要用3D列印來解決什麼問題?」而非僅僅把思維停留在代工上。他舉例指出,台灣已經有業者採用3D列印進行客製化公仔設計,打破過往僅有平面相片沖洗的概念,用這種產品來塑造一種「親和的氛圍」,以吸引顧客上門。從這個例子其實不難想見,3D列印的精細度與品質已經具備一定的水準,台灣若能投入這種文創產業,後續發展值得期待。


此外,台灣雖然具備硬體設備製造的能力,但也僅限於FDM機種,原因當然是因為部分關鍵專利都已經逐漸到期,台灣可以相對不受專利影響,進行設備量產。


「不過,像是軟體與材料的部份,也是目前台灣相對欠缺的地方。」彭聖介說。


他進一步指出,目前3D列印在材料方面仍然相對有限,若能從材料端著手,開發出更多可用的材料,以台灣的硬體製造能力來說,配合開發出對應的硬體設備應不是太大的問題。


其次,初期的掃描、因應重力而衍生的材料支撐能力、成品表面、逆向工程等,這些通通都是軟體所涵蓋的面向,也是台灣所欠缺的。台灣必須更加深入思考軟體層面或是更高附加價值(如金屬材質)的課題,才是出路。


彭聖介也提醒,台灣也可以注意標準規範等相關問題,目前3D列印市場仍未成形,其中有一部份的原因在於市場並沒有統一的標準在,一旦標準成形,市場就有機會快速成長。


曾文鵬則是用另一種角度切入指出,該從應用面來思考,哪些地方是3D列印可以派上用場的,這些都是市場在所,由此再反推至材料與設備的研發,才可以與應用端的需求緊密結合。但他也提醒,不論是材料或設備都是需要長期投入的領域,但若能找到切入點,就會相對容易。


Pete Basiliere也同意彭聖介的說法,就製作軟體(Creation Software)本身,在企業端與消費者領域,已經有Autodesk與Dassault等業者的投入,但台灣業者還是有機會,特別是在消費者市場。他進一步指出,台灣的製造業者們其實都必須立即投資3D列印技術,至少也必須成立實驗室,看看自已能如何使用3D列印來獲利,甚至為消費者推出新產品。同時也必須評估,究竟是要自行購買3D列印設備,還是要委請服務商在保密狀態下,根據所提供的檔案,利用3D列印設備進行生產。


結論

台灣的硬體產業大多被所謂的「規模經濟」所侷限,從記憶體、面板、智慧型手機或是PC等都在大量生產的前提下去壓低製造成本,並換取利潤。但是3D列印背後所代表的是「少量多樣」或是「大量客製化」的不同思維,對台灣產業來說,的確是一種衝擊。


然而,如果台灣業者對於DDM乃至於3D列印,都未能有深入且廣泛的了解,而僅僅只是提供列印設備,最後還是停留在生產硬體的思維上,走不出「代工」,台灣也許無法搭上第三波工業革命的熱潮,所謂的「產業轉型」也不過只是空談。


期許未來,台灣科技產業能用革命的心情來看3D列印,畢竟,這是一條不得不走的路。



圖三
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