善用FDM 3D PRINTER结合开发和量产制程的时间控制

中诠微动董事长林敬仁。

3D打印对创客经济的重要性已是无庸置疑，中诠微动董事长林敬仁指出，中诠微动在四、五年前就已开始投入3D打印技术，发现创客经济未来的发展关键，在于如何缩短开发和量产制程的时间，3D打印技术自然必须朝向相关的方向发展。

林敬仁回顾创客经济崛起的过程指出，创客经济的兴起，是因为美国受到二次房贷重创后，许多制造业重镇如汽车工业城底特律都在一夜间成为废墟。在失业率节节升高之际，由于大型企业偏重海外投资，来不及返国救经济下，各地政府为刺激就业，以旧金山政府为首的许多机构，开始推动Maker LAB奖励创业创新产业，迅速拉起另一头的经济命脉火车头。

而散布在各地的小公司，靠着募资机构的筹资管道，快速量化产品。较为着名的公司包括MAKERBOT(3D打印)、3DRobotics(无人飞机)等。而在各项专利解禁和国防工业开放下，也让这些公司在新创版的股票市场中取得金援。

大陆则因为世界工厂的角色，接受到许多美国新创公司的委托生产，间接学会部分技术。其中较有名的3D打印有Flashforge CREATOR(闪铸机台)及UP(北京太尔时代)，至于无人飞机就属深圳大疆(DJ)。

台湾工研院六甲分院雷射谷则是成为台湾企业的技术转移和专利研究分享的重要来源，各大小公司纷赴取经学习，陆续有SKYTECH、ATOM、XYZ 3D、AURORA、FLEX、STARMEN纷纷投入3D打印桌上型机台的开发、生产、销售。而大型机台也有东台公司的粉末金属的工业成型机台推出，陆续加入的企业更加不及备载。

林敬仁指出，由于液状及粉状的材料，须由雷射光、冷光加热，一只简易雷射光头都需要美金1,000元起跳，加上光源和材料的匹配是一门配对科学，因此3D打印的高档机台多半都是由欧美业者供应，而且造价高昂，价格动辄几千万，不是一般企业所能承担。

所幸使用条状材料的FDM机台，因为配合专利权到期和释出开源技术，让许多业者得以投入平价3D打印桌上型机台的开发。林敬仁指出，FDM机台是由坚韧的机台架构，配合控制数码机板和软件，再和稳定的电源管理输出所组合而成。在 0.1~0.05mm的微丝线径下，按照行程累积堆叠而成，所以材料的好坏很重要，往往会影响到打印作品成功的机率。

林敬仁进一步指出，其实有更多人不清楚温度与湿度也会对3D打印造成影响，所以不是打开打印机就可以完成作品，还是需要教育训练及技术。如材料配方的研究和软件的控制技术，就需要测试调配而来，在室内温控25°C和40 PPM湿度的条件下，才是最好的FDM打印成型模式。

至于其他可能影响的条件，都会因为人员操作的细腻度而有间接影响。如手汗、油渍、打印平台清洁等等。林敬仁强调，FDM的成型时间相当缓慢，就如CNC车床机台一样，越细的刀路，就能磨出精细的表面，刀头一旦出现钝化、断刀的现象，在打印机里头，就是堆点的细到粗和过于细的R角会因黏贴不实而产生悬空而失败，进而影响后面堆叠的行程。因此使用者除了要掌握各种3D打印使用的材料温度差别外，打印的时间、硬度等参数，也都需要透过验证工具来了解。

目前3D打印技术依照材料的形状(如液状、粉状、线条状)的不同，而有不同的积层堆叠的加工制成设备。价格也从新台币万元出头到军工钛金属加工机的5,000万元不等。

近期由于FDM平价3D打印装置陆续出炉，让更多材料制造厂家也陆续投入生产，提供FDM直接打印的材料。现在最普及的是Poly Lactic Acid由玉米淀粉做成PLA环保树酯、ABS/PC/PETG/POM/NELON等塑胶料，最新的材料则有碳纤维、石墨烯、导电铁材类的青铜/类红铜/类铝材，更有类蜡材的推出。

林敬仁认为，数码制造中的最重要一环，是如何得到最完整和便宜的复制品。如透过铸造加工法，将类蜡材的打印件，送到铸造厂翻整后，可以复修古老机器的周边零件，或是用少量的定制化机器零件，就可得到最完整和便宜的复制品。不但不需要为了不知道的需求而准备零件，而且只要当地有设备，只要网络数据送得到的地方，就有无限想像力的制造能力，也就能迅速组织虚拟制造实境。

林敬仁指出，FDM机台对中小企业就非常适合，投资成本和需求会比较接近。如曾有业者的汽车涡轮引擎进气阀脱蜡制造，因需要开发数量和量产数量，投入3D打印机试作，结果因此节省成本达50万元，人力/工时成本还未计入其中。另外也有电动车龙头业者，原始使用CNC铝合金车件，为降低成本，透过FDM机台开发期一个月，顺利导入预铸件，成本降低达到80%。

而在医美领域方面，FDM机台也可运用医院提供的信息，打印手术刀版，林敬仁指出，长庚医院以前一年只能开200刀，但透过3D打印来建模，一年可以开到400刀，开刀时间也可以因此缩短，让过程变得更安全。