原型制造与模具的3D打印机应用

2016/07/11 - DIGITIMES企划

近几年来跟制造业有关的科技趋势纷至沓来，包括物联网、机器人及3D打印等。实威国际副总经理彭圣介指出，其实3D打印本质上也是一种制造机器人，而且早在1986年3D打印的观念就已经成形，但直到近期才开始热门，其中的关键之一，在于产品设计是否已经数码化。

彭圣介进一步分析指出，3D打印可以分为两大模式：第一种是光照射，又可分为光造型法、粉末烧结法及薄片叠积法；第二种是喷嘴，包括树脂押出法、喷蜡法及粉末胶着法；后者为纯机械式，成本也比较平价。

目前的3D打印技术已经可以印出许多物品，甚至可以打印头发、器官及枪枝，而且应用在工业领域方面，包括汽车、飞机上的关键零组件，都已经开始采用3D打印技术，因为这些产业的产品附加价值比较高，比较能承受3D打印的成本压力。

虽然3D打印技术已经相当普及，但并非所有的3D打印作品都能有一定的水准。彭圣介指出，要能够发挥3D打印的价值，除了设计需要数码化外，也要看设计师的功力。

此外，市面上充斥各种3D打印装置的品牌，彭圣介表示，3D Systems不仅遍布全球，更拥有许多世界级的客户，掌握7种打印引擎及100种以上的高性能材料技术，其拥有1,700多种专利，更是该公司的产品优势之一，也成为许多用户选择3D打印装置的首选原因。

此外，能否选择正确的3D打印装置，也会影响3D打印的结果，端赖需求而定。目前的3D打印装置，从新台币1.5万元到3,000万元都有对应的产品，从个人、专业到产业应用的层级都已涵盖。

如果用材料的方式来分类，会比较容易分辨3D打印装置的特性。如粉末型(Powder Base)可以用雷射及胶水作为媒介；光投射(Photo Polymer)可以用雷射及UV作为媒介；后者的成本会比前者高。

彭圣介认为SLA(Stereo Lithography Apparatus；光固化树脂成形)及SLS/SLM(Selective laser sintering/melting；雷射粉末烧结/熔融)技术会是未来3D打印的主流，尤其是金属材料，在开始进入3D打印领域时，SLS/SLM的重要性将会更加提升。

彭圣介强调，使用金属材料虽是3D打印最终要达成的目标，但由于SLA及SLS/SLM的机器价格，都是从700~800万元起跳，甚至不乏千万新台币的机种，所以目前主要还是以工业制造，尤其是汽车产业使用为主，并非创客市场的关注焦点。

彭圣介指出，除了使用材料的差别外，3D打印技术也一直在不同的领域有所突破，如MJP(Multijet Printing，多喷头打印技术)，已经可以制造彩色3D产品。由于对创客而言，即使没有制造的经验及Know-how，只要设计得出来，就能制造出来，也因此3D打印会成为创客文化的推手。

由于创客真正在意的3D打印成本，其实在于时间，彭圣介认为，3D打印未来的发展目标，就是要将艰深的制造技术，能够布建到一般人的应用之中，设法做到Time to Market。

由于3D打印装置的出现，带给制造经济更多的开放可能性，无与伦比的创新刺激效应，带来深远的社会影响。有趣的是，在Google的关键字查找统计中，查找3D打印的次数，已经超过韩国少女偶像团体「少女时代」，由此可见3D打印的魅力，也因此各界预估在未来十到廿年，3D打印市场还是会一直成长。

随着3D打印的普及，彭圣介认为，3D打印的需求类型，也会愈加广泛，不管是用来制作概念原型产品、功能性概念商品、快速制模或大量定制化商品，都可以看到3D打印技术的踪影，如在产品设计打样方面，可以降低设计成本、提高保密性，进行多样少量生产。

事实上，3D打印早已广泛用于汽车、飞机、运动鞋及建筑产业，甚至应用在生化医疗方面，包括骨骼支架、植体设计、间质干细胞及组织器官，都可能透过3D打印技术来制作。包括微机电应用、金属成型、材料多样性、快速制造等制造技术的改善，也都是3D打印技术可以发挥之处。

彭圣介最后指出，精度、强度与大小仍是决定3D打印装置价格的重要因素，具高附加价值的航太、汽车、医疗会是应用发展最快的产业，定制化的量产需求与创意应用，将会带动3D打印市场的成长，未来的3D打印，还需要连结智能制造及创意文化，建立以科学为根基的艺术思维，对世界产生更大的影响。


图说：实威国际副总经理彭圣介。