3D列印大趋势 掀起工业制程革命

采用堆叠制造的3D列印 印出了第三次工业革命 也印出了更多可能

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【大澳门威尼斯人赌场官网2014年04月07日讯】(大澳门威尼斯人赌场官网记者方惠萱台湾报导)能不能想像,未来在生活中缺了什么东西,自己印出来即可的时代?随着3D列印问世,到近年蓬勃发展,许多企业纷纷投入,目前虽然还没有达到完全普及,但“缺什么就印什么”的日子已经不远了!

实际应用层面广

目前3D列印技术在国际上已应用到许多产业,日前媒体报导,英国南威尔斯29岁男子鲍尔,2012年9月发生严重摩托车车祸,不仅撞断手脚,头也严重受伤,留下嘴歪眼斜的后遗症,医生最近使用3D列印技术,为他重塑脸部骨架,还他原本的面貌。

美国3D列印机大厂Stratasys台湾代理商普立得科技行销部专员吴婉绮也举例,“国外有个小女孩艾玛,因为脊椎病变造成她的手无法靠自己举起来,由于患者为小孩,金属辅具太重,她也无法举起,国外有厂商利用3D印表机为她量身打造专属辅具,让其可以自由活动双手”。

不仅如此,牙医部分也有应用,但吴婉绮提到,目前台湾目前较少这方面的应用案例,国外案例较多,且牙医的使用,不是直接装上去,多半是牙技师将牙齿模型印出来,之后进行真的假牙翻模。

3D列印出来的骨骼模型。(Getty Images)

增加开发保密性

许多人以“第三次工业革命”表示3D列印问世之后对工业造成的影响,有媒体曾报导指出,影响3D列印最重要的专利将在2015年到期,一旦到期,3D印表机的价格一定会大幅度下降,届时比的不只是速度,更要比谁能自己用“智慧创造”。

而这样的变革究竟会对工业界带来怎样的改变?吴婉绮说,“缩短开发时程,增加开发的保密性”,她解释,一般商品设计发包至模具厂商,虽然有签订保密协定,但仍无法保证商品机密有无外泄,若以时间论,原本可能要20天才能看到商品雏形,现在可能几个小时就能够看到,那么就可以即时进行修改、修正。

随着“个人生产”时代来临,吴婉绮表示,未来产品势必越来越客制化,厂商要更懂得消费者心中想要的东西,才能抓住商机。不过因为消费者要想使用3D印表机的前提是要会使用3D绘图软体,相对而言,公司拥有较完整的技术,因此不会对制造业造成过大冲击。

至于是否会沦为削价竞争,吴婉绮说,因为3D列印材料相当多元,未来3D列印厂商会开发出越来越多符合实际产品的材料特性,以Stratasys为例,一直在研发新的材料,从过去单纯的ABS材质,到现在有全彩、尼龙等材质。因为材料多元,市场相对庞大,也就不会发生过度削价竞争的情况。

未来应重解决问题

据国际研究报告显示,3D列印技术2011年全球直接产值为17.14亿美元,年成长达29.1%。联合国世界知识产权组织负责人格雷指出,到2015年,全球3D列印业产值有望达到37亿美元。

台湾要如何抓住这样的国际商机?吴婉绮建议,未来可以朝向材料多元发展,让3D印表机应用更加广泛,因为目前材料有很大的限制。她举例,目前3D印表机为堆叠制造,表面细致程度也是大家可以改善的地方。此外,目前开放型的小台3D印表机,失败率较高,未来让材料跟3D印表机更完美的结合,也是可以努力的一大重点。

德国易欧司光电大中华区总经理吴承轩也强调:“应用才是这个产业未来要发展的关键,这个过程中会带动设备、材料与服务的商机。”他指出,不管从哪个角度切入这个市场,都应该先掌握应用,才会找到属于自己的市场。◇

当传产遇上3D列印 突破已知限制

法蓝瓷已应用3D列印技术于制造过程。(大澳门威尼斯人赌场官网资料室)

谈到3D列印应用,目前已有相当多产业投入,台湾文创产业龙头法蓝瓷,约10年前就已经将3D列印技术与瓷器制作技术结合,经过多年突破,已解决部分传统瓷器制程问题。

刚开始使用3D技术于陶瓷品制作,也并非一帆风顺,法蓝瓷企划部颜丰明表示,“当时以3D列印技术取代传统雕塑,认为新技术可以加速流程,但发现事实上不会把速度加快”,他指出,3D建模技术相当困难造成速度没有加快,法蓝瓷耗时10年,培养了一支建模团队,才让3D建模技术慢慢能够跟传统雕塑师抗衡。

颜丰明提出一个相当重要的观念,法蓝瓷引入新技术“不是完全取代传统雕塑,而是跟它相辅相成”,他解释,“陶瓷在烧制完成之前与之后,会大幅度的收缩,收缩会变形,变形会导致曲线跑掉,因此传统陶瓷很容易出现曲线不流畅的问题”。

但法蓝瓷作品曲线较为流畅,颜丰明指出,“这来自于我们作原型的时候,因为是电脑建模,所以可以计算收缩程度,且不会产生人为雕塑的误差,因为只要有一点点的误差,烧成过后都会产生线条不流畅的现象”。

实际应用部分,颜丰明举例,有一些作品需要左右对称,那么使用电脑作业,可以藉由镜射省去一半的时间,或有的作品畅销,想要将该作品尺寸改变,那么就用扫描的方式完成不同尺寸的作品即可,再者,有一些畅销产品想做设计上的延伸,那么目前作品的某些设计元素就可以沿用至下一个作品,让新的产品在开发过程中,节省一些时间。

除了省时,3D列印也可以协助完成手工制程无法完成的高难度作品。颜丰明说:“有些作品比较复杂,如果用手工方式雕琢难度相当高,在电脑上完成,不管尺寸大小,在电脑上都一样,可以最后再进行缩放。”

法蓝瓷的创新应用实例,让台湾传统产业转型并运用创新技术露出一丝曙光,台湾科技大学工程学院院长郑正元就指出,未来创业者想投入3D列印市场,不用局限在3D印表机的研发,应该突破将自己所熟知的原来产业,与未来3D列印应用结合,就能够达到顶尖,进而创造庞大商机。

台湾3D印表机大厂普立得科技行销部专员吴婉绮也举例,3D列印未来对传统产业或是个人工作室而言,有更多的想法可以被执行,过去因为开模限制,许多设计必须妥协成本考量而舍弃,用3D列印可以降低成本,实现更多元的想法。她也提到,“个人生产”与“生产时间缩短”,可以间接增加订单成功的概率,因为“业者接单之后,取得客户想法后就立刻列印出来,可以增加客户信心”。

传统产业与文创产业是台湾迈向国际相当重要的一个契机,毕竟科技最终还是要回归到应用层面,那么未来传统产业,也能如同法蓝瓷一般,将已知跟未知结合,让一加一大于二,相信就能在转型的困境中找到机会。◇

什么都可印 刺青食品样样行

世上首台3D列印食物机Foodini。(网路图片)

刺青也可以用3D列印了。(网路图片)

3D列印市场正热,现在国际上已经有许多先进的3D列印应用相继问世,让这样的技术有了更多的可能性。有厂商制造了3D列印刺青机,也有的厂商开发出机器可以制作汉堡、手机电池,或是手机、汽车等。

3D列印刺青让人听起来相当新颖、刺激,其利用一台电脑跟一台3D列印机结合,把针连结到挤压机,将针的前端沾上就可以在纸上大作文章,当然也可以把你的手用皮带固定住后,放在机器的平台上。

除了让人难以置信的刺青机,也有人印出了手机电池,哈佛大学教授路易斯(Jennifer Lewis)花了数十年,研发出一系列“智慧型墨水”,他表示,“只要有足够的时间及一点点的好运,未来的设计师或许就够看着3D列印出来的机器人自己从印表机里走出来”,不过他认为想藉由3D列印制作出下一台 iPhone还言之过早。

而在材料应用上,巴塞隆纳业者Natural Machines推出3D食物印表机Foodini,外观有如小型音响,配备触控萤幕,可以随插即用,民众只要准备好食物原料,就能轻松印出餐点。

Foodini列印出的食物有些可以直接享用,如巧克力甜点等熟食,依食材本身而定,但意大利饺子等料理则要先烹煮才能食用。另外,Foodini只能处理质地较软的食材,如酱料、面团、糊泥、肉类或融化过的巧克力等,能做出的料理有限。这家业者已在网路上示范起司汉堡的做法,原料包括绞肉、起司、胡桃、盐巴与胡椒等。

面对多元化的3D列印应用市场,之初创投AppWorks 合伙人詹益鉴博士指出,3D列印是让设计跟创意可以更快速呈现的一种加工成形方式,所以针对设计以及硬体制造业来说,3D列印是一个制造、组装思维的突破。

那么台湾接下来要如何踏入这样的市场?詹益鉴建议,台湾在设计、开发应用上具有优势,那么可以利用台湾原有的硬体开发的规模化优势,结合3D列印技术提升竞争力。

对于未来,詹益鉴认为,3D列印不是一个大量需求的东西,所以市场不会爆发,他估计,如果真的要达到完全普及,应该要5~10年之后。◇

3D列印小档案

3D列印(3D printing)属于一种快速成形技术,以数位模型档案为基础,运用粉末状金属或塑料等可黏合材料,透过逐层堆叠累积的方式来构造物体的技术,由于物品透过材料被一层层的累积列印出来,该技术也被称为累积制造(或堆叠、加法制造)。

过去3D列印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用已经有使用这种技术列印而成的零部件,意味着“3D列印”这项技术的普及。

该技术在珠宝、工业设计、汽车、航太、牙科和医疗产业等及其他领域都有所应用。大部分媒体都予以正面评价,但也有部分人对其列印物的合法产生了怀疑,质疑其列印塑料枪械和手铐钥匙有可能威胁治安。◇

(责任编辑:李薇)

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