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3D列印引爆直接製造革命產業論壇會後報導(下)
CTIMES技術論壇

【作者: 王岫晨】   2014年08月13日 星期三

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注入研究動能 3D列印湧現商機

隨著3D列印成為熱門話題,讓數位直接製造一詞(Direct digital manufacturing, DDM)也開始受到注目。而根據材料及製造方式的不同,3D列印也分成多中不同的技術,如SLS、SLA、FDM等,這些不同的技術也各有不同的公司擁護,並且也各有不同適合的應用領域。


圖一 :   交通大學機械工程學系助理教授鄭中緯針對DDM做了研究動態分析。
圖一 : 交通大學機械工程學系助理教授鄭中緯針對DDM做了研究動態分析。

針對3D列印不同的技術,目前在國內外也已有多篇論文研究,交通大學機械工程學系助理教授鄭中緯也針對DDM做了研究動態分析。根據研究結果,金屬AM的製造特色若以模具及零組件產業來看,具備內部異形水路(Conformal cooling channel)、內支架結構(Internal lattice structure)兩大特色,若以醫材產業來看,則能夠做到外型複雜且輕量化的結構。


而對於SLS及SLM兩種製造方式,儘管都已雷射為主要技術,但SLS最早是由美國Texas University(2001年併入3D System)所發明,從不同材料物化性(如高低融點)達成異質燒結至同質材料達成燒結,主要往生醫陶瓷、生物可分解高分子生醫應用發展。而SLM則是由德國廠商Fraunhofer在1996年提出,直接利用雷射將金屬粉末材料融化,同質熔融堆疊成型,主要往機械性質分析、多孔結構設計及金屬機複合材料、陶瓷材料為研發向。


而3D列印能夠實現小量客製化的生產方式也是其優勢之一,不過若是要大量生產,以現階段而言,仍然以傳統製造方式較為有利,鄭中緯指出,比較SLM與傳統鑄造(HPDC)方式,成品數量在42以下,則SLM較具備成本優勢。鄭中緯也表示,目前SLM處於產業技術導向傾向於研產並進的趨勢,並需要更多研究注入,才能讓此技術製造能力更加穩定、精準。(丁于珊)


普立德:Stratasys 3D印表機正快速普及

近幾年引起市場話題的3D列印技術,其實也早已經應用於全球運輸科技,如航太航天、航海、汽、機車以及自行車等零件與配件設計,透過3D列印設計團隊能夠快速製作出高品質的帶有移動部件的實際原型,成本低廉,流程簡化快速。


圖二 :   普立德科技胡惟欽經理指出,目前各個行業中的3D列印專業人員,都在使用 Stratasys 3D印表機。
圖二 : 普立德科技胡惟欽經理指出,目前各個行業中的3D列印專業人員,都在使用 Stratasys 3D印表機。

普立德科技胡惟欽經理指出,目前各個行業中的3D列印專業人員,包括消費產品設計師、汽車製造工程師、牙科實驗室和無數其他的專業人員,都在使用 Stratasys 3D印表機。透過Stratasys的3D列印技術,正在改變和加快全球設計和製造的發展。


在航太領域上,3D列印意味著更快的創新和更可靠的飛行。宇航工程師依靠專利 Fused Deposition Modeling (FDM) 技術實現原型製作、加工和部件製造。FDM 相容 ULTEM 9085 等高性能熱塑塑膠,可製造夾具、固定裝置、檢測計和最終用途飛行器部件。航空航太工業的設計師們早已將 FDM 用於概念模型製作和原型製作。對於涉及硬質、彈性體和透明材料的精確原型製作,Stratasys 還提供 PolyJet 3D列印。


在建築領域,使用3D列印可構建精細的耐用模型。透過Stratasys 3D 列印,建築公司自己就可以直接根據 CAD 資料創造複雜耐用的模型,從而抓住更多機會。PolyJet 3D 列印技術能夠使用一系列材料(包括準備用於塗裝的剛性感光樹脂)製作建築模型,擁有更高的光滑程度和細節。FDM技術使用生產級熱塑性塑膠構建高強度的零件,以用於必須承載或頻繁使用的模型。


在汽車領域上,3D可精確地列印原型和加工工具。通過構建耐用的概念模型、原型、加工工具,以及小體積的內置最終零件,工程師和設計師可以反復進行工作、更徹底地進行測試,並進行生產。FDM技術,可用於採用高性能的工程熱塑塑膠製作彈性原型和部件。而基於PolyJet技術的3D印表機,還可用於使用橡膠類材料或透明材料製作美觀的模型,而且這些模型剛從 3D 印表機中取出來時就具有很高的光潔度。


而對於數位化牙科,3D 列印開啟了數位化牙科時代,越來越多的牙科實驗室開始採用數位化牙科。採用 3D 列印作為其業務策略的一部分,牙科實驗室不僅可以加速零件製作,還能提高品質和精度。3D 列印將數位化設計的效率帶到生產階段。通過結合使用口腔掃描、CAD/CAM 設計和 3D 列印,牙科實驗室可以準確、快速的生產牙冠、齒橋、石模型和一系列的矯治器。使用 3D 印表機,牙科實驗室可消除手工建模的瓶頸,促使業務向前發展。


德芮達科技致力於3D Printer教育推廣

深耕3D列印技術十餘年的德芮達(DETEKT),自詡是3D列印加法製造的推手。創業初期致力於設計相關產業,與工研院、各大學會合作,舉辦無數研討會、設計相關競賽。2007年德芮達在長年的設計服務經驗下,以現代文明生活中不可缺席的生活用品—「燈」,做為DETEKT的創新實驗舞台,在「情境照明」、「材料技術」、「文化創意」三者之間,企圖獲得一個平衡點,為人類生活帶來新穎的情境照明燈具。


圖三 :   德芮達科技總經理邱雲堯指出,近年來,德芮達則致力於3D Printer教育推廣,讓人人都了解3D Printer、人人都是自造者。
圖三 : 德芮達科技總經理邱雲堯指出,近年來,德芮達則致力於3D Printer教育推廣,讓人人都了解3D Printer、人人都是自造者。

德芮達科技總經理邱雲堯指出,近年來,德芮達則致力於3D Printer教育推廣,從機台銷售、技術衍伸應用、平台發展、課程宣導、國際競賽、技術支援著手,期望將3D Printer列印技術推廣至工業、學校、乃至於社區家庭。讓人人都了解3D Printer、人人都是自造者。


展望未來的3D列印市場,德芮達看到的是一個M型化的社會。M型的兩端分別為低價市場(base quality)、高價市場(high quality)。低價市場的3D Printer價格會愈來愈低,愈容易打入一般家庭並且為個人設計、家庭工廠帶來劃時代的影響。而高價市場則會發展出更高科技、精密的機台用於航太、醫療等方面。為因應M型化的未來,德芮達分為三大事業部:3D Printer事業部、3D醫學影像事業部、印酷網平台事業部,並致力於3D數位整合服務。


特別是在3D醫學影像方面,德芮達特別專注於牙科醫學領域。從影像輸入之光學掃描儀、口腔掃描器開始,到比利時Materialise Dental SimPlant植牙手術規劃軟體為基礎,成立一系列的植牙術前規劃導航系統─如欣植樂、欣美樂等,及建立手術導板。(王岫晨)


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