【台南訊】連結廠商搶進被喻為製造業下一波革命的3D列印技術，工業技術研究院結合國內外設備、材料、應用等產學研30餘家廠商， 18日於 六甲院區舉行「雷射積層製造產業群聚」大會，以工研院雷射技術為平台，宣誓跨進3D列印產業，會中並有世界唯二以雷射積層列印出的小提琴現場演奏，和以3D金屬列印成醫材、模具、文創應用及週邊廠商10餘家一起展出，國內3D列印市場蓄勢待發。

工研院南分院執行長徐紹中博士表示，積層製造技術被預測為新一波的製造革命，雷射金屬積層製造技術採用逐層堆積製造方法，由傳統減法式製造改變成加法式3D製造，由塑膠材料進展到金屬材料，也從原型製作進化成實際產品製作。3D列印，可大幅縮短複雜工件之製作工期，免除多道製程以及轉換加工機所需的時間，使製造方式進入批量客製化，大幅提升製造效率。南分院引進國內第一台金屬材料雷射積層製造設備，以製程技術和應用，連結相關廠商共同來推動3D列印的應用和發展關鍵技術，未來更朝向針對先進材料的積層製造技術來發展。3D列印在全球不景氣中市場逆勢快速成長，這個巨大的影響，台灣產業不能忽視，值得國內廠商共同來投入。

經濟部技術處機電運輸科張明煥科長表示，南部傳統產業急需高值化創新應用來帶動產業發展，雷射技術應用涵蓋產業範圍廣，也是美日歐先進國家的關鍵技術，技術處支持工研院在雷射技術的研究，過去幾年聚焦在超快雷射加工應用與光纖雷射源的發展，也建立了完整的超快雷射實驗室及雷射源發展品質量測實驗室，近年來3D列印技術成長飛快，雷射是積層技術的關鍵，其應用領域市場非常大，希望藉由這個技術帶動光學、機電、製程、材料及設備的高值化，與南部光電、精密機械、模具、醫材、文創藝術等產業連結，將南台灣打造為先進雷射技術及衍生應用產業群聚的「雷射光谷」。「雷射積層製造產業群聚」是雷射光谷第一個成立的群聚，工研院今年初完成國內第一個金屬雷射積層實驗室，經過半年來的推展，已協助國內廠商相繼投入模具及醫材積層製造，後續將陸續推動雷射源、精微檢測等雷射相關產業群聚，期待在產官學研齊力推動下，讓雷射應用成為南台灣另一個亮點產業。

工研院引進這套雷射積層設備以金屬為材料，可以解決傳統的金屬複雜曲面無法量產問題，克服模具異形冷卻水路的模流製作問題，甚至應用在客製化醫材，包括牙齒、人工支架、人工骨、人工關節及手術器械等製作。技術團隊並與國內廠商與學校進行多項合作，其中一個合作案例，成功為10餘歲黃金獵犬老狗退化的關節，裝置3D列印的髖關節，並因此將促成第一家以全e化雷射積層製造醫材的新公司在南部成立，後續在產業看好這項技術應用，會有更多的國內投資在此快速成長的新領域。

現場並展示該實驗室為第一屆工研院院士製作的院士立體証書，先將3D證書轉化為2D切層，逐層以雷射選擇性燒熔欲成形區域，不斷地重複鋪粉與雷射燒熔動作，堆疊製做成所設計之立體證書，並以飛秒雷射進行金屬表面改質，使之產生微奈米級周期結構，讓院士證書產生七彩炫光的效果，使金材工藝品呈現相當特殊的價值。

從去年到今年，美國經濟學人雜誌、華爾街日報與CNN相繼報導，皆指出第三波製造革命以數位化製造及新型材料應用將改變整體製造產業鏈，3D列印技術即為此波改變的關鍵點。2011年3D列印全球產值(產品加服務)達17.14億美金，比前一年成長近30%，預估2019年市場將成長4倍，產業前景可期。3D列印因為具有客製化、迅速、彈性及高價效比的優點，加上近年發展出的列印材料越來越多，製作的精密程度越來越高，3D列印的應用範圍不再侷限於工業用模型製造，並可廣泛應用於汽車、航太、模具、醫材、珠寶、藝術及民生等消費產品。未來的世界將由過去傳統的平面列印轉為立體列印，甚至3D傳真亦為可行，小孩的玩具、生活用品到工業應用都可用此”疊”的科技印出一個3D的世界。

參考資料
3D列印小提琴
將小提琴圖樣掃檔掃描後，以雷射積層印刷機，透過雷射光束，把特殊可耐300度熔點的塑膠粉末融合在一起，不到一天就能夠「印」出一把名琴。目前全世界僅有兩部(一次印出)，該把琴曾獲CNN專題報導。工研院透過代理商特別將此把琴帶到台灣來，現場由北藝大研究生表演，實地表演，雖然音質沒有深度，不過用印的樂器表現已經讓人驚豔。群聚大會現場演奏之小提琴由德國EOS提供，工研院建置之國內第一台雷射積層製造設備為EOS M280設備。

雷射積層製造
雷射積層製造(AM，Additive Manufacturing)技術(亦有譯為加法式製造)，係將3D圖檔，轉換為一層一層的2D加工方式；其原理為使用雷射透過高速掃描振鏡的照射於預先鋪層的金屬粉末上，將雷射光束聚焦於加工區的金屬粉末進行粉末燒結，使其粉末達到近似其熔點，不斷地重複鋪粉與雷射燒結動作，逐層堆疊製成所設計之工件，可產生近似100%緻密度的成品。運用此積層製造的方法可製作出複雜異形水路流道、內部特殊結構以及複雜之表面形貌。該技術亦從快速原型(RP，Rapid Prototyping)轉變成快速製造(RM，Rapid Manufacturing)，於2009年由ASTM(American Society for Testing and Materials：美國材料試驗協會)正名稱為積層製造(AM)，並成立技術委員會訂定其相關標準。

雷射金屬積層製造技術，不同於傳統減法式(或稱除料式)加工技術，採用逐層堆積製造之加法式製造方法，可縮短複雜工件之製作工期，免除多道製程以及轉換加工機所需的時間，使製造方式進入批量客製化的領域，大幅提升製造效率，能夠克服傳統加工方式所遭遇的製造問題。然而目前此製程所面臨的問題，在於工件的邊緣處受到雷射燒結熔池的影響，其零件的尺寸精度公差與粗糙度面臨控制不易的問題，零件內流道的表面或深寬比較大的凹槽，不易進行拋光或研磨等後處理。

圖說： 3D列印小提琴現場演奏（工研院提供）。