讓3D印表機替你印出空中樓閣!

作者 : 馮郁容

你曾徜徉在將兵、武器、堡壘甚至是怪獸、神鬼的線上世界,無法自拔嗎?現在,你不用再紙上談兵,把幾十年的建國大業,交給3D印表機吧!是空中樓閣,還是世紀帝國,印出來才知道!

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《經濟學人》曾在2012年預測,3D列印(3D Printing)將掀起第三次工業革命。此後,生產方式將從標準化量產轉向大量客製化、個人化,產品研發、設計及服務才是決勝關鍵。

而所謂3D列印,是利用電腦軟體3D繪圖、運算造模,再將模型數位切片,由3D印表機層層輸出液態、粉末或薄層材料,堆疊或燒熔成型-以「加法製造」(additive manufacturing)顛覆傳統將大塊材料去蕪存菁的「減法製造」(subtractive manufacturing)做法。

  1. 年代,歐美和日本興起這種堆疊概念,美國3D Systems公司創辦人哈爾(Chuck Hull),被認為在1984年研發出全世界第一台可運作的3D印表機。卅年間,3D列印技術雖然被廣泛應用在建築、汽車、航太、軍事、醫學、生技、服裝等領域上,卻要到這幾年,幾項列印關鍵技術專利到期,廠商競相推出低價3D列印機,才由原先的特殊用途進入家庭辦公室(SOHO)市場。

 

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自2009年熔融沉積造型(fused deposition modeling, FDM)專利到期,3D列印機器從原來動輒超過百萬台幣,降到只要1.5萬到10萬不等。建模、列印等相關服務網絡應聲而起,建模工具軟體業者也提供較好上手的免費軟體。列印的材料,則從早先的塑膠、樹脂,發展到現在的紙、金屬、陶瓷、石膏、食物甚至是生物組織-既回應、也開發了市場需求!(FDM技術)

  1. 列印的低門檻和發達,可能吸引更多創業者進場。根據美國國家情報委員會2012年的報告,3D列印可能會在2030年前取代特定的傳統量產製程,如鑄造、造模、切削,尤其是那些生產時程較短,或是專注在客製化產品的製造商。這將使得製造業進入戰國時代:部分主動脫離工廠掌控或是被釋出的人力,可能會選擇以3D列印小量生產。憑此,個體戶或小團隊,至少比原來更有機會和財力雄厚的大企業一搏,又能鼓勵創新、豐富市場產品的多樣性-每個人都可以身兼創意的製造者和消費者。

有大企業發現了3D列印產業的另一個好處:不論就能源使用或材料,3D列印都比傳統製造方式更有效率。美國波音公司就在零件製程中,靠著3D列印降低成本20%到50%。可以預期的是,隨著3D印出的消費性產品湧入市場,成本還會繼續下降。

此外,台灣還有企業乾脆把喝完的寶特瓶等塑膠廢料,拿來當3D列印機的材料,印出腳踏車上的攪碎機、抽絲機。在節能之外,開闢出廢物利用的局面。


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列印仍然有它有待克服的挑戰。包括生產速度緩慢、品質不穩定,無法同時使用多種材料,而且在整合電子零件時,容易燒毀電路。它不能免俗的,還有科技倫理的問題。美國、加拿大都已有人利用3D印表機印出槍枝,甚至成功擊發子彈。

在起步階段時,3D列印成品的粗糙,一直讓它無法和傳統產品平起平坐。可是當這項技術被人們運用得越來越純熟,開發得越來越徹底,就不免出現如何節制及規範使用的問題。對於各國來說,使制度追趕上科技的重要性,和追求科技的極限相比,有過之而無不及。

 

參考資料:

http://www.ctimes.com.tw/DispNews/tw/121225183924.shtml

http://mic.iii.org.tw/aisp/reports/reportdetail_register.asp?docid=3028&rtype=freereport

http://www.stormmediagroup.com/opencms/news/detail/5aba077d-6ed4-11e3-8a93-ef2804cba5a1/?uuid=5aba077d-6ed4-11e3-8a93-ef2804cba5a1

http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?PageIdx=1&Unit=featurearticles&Cate=&id=2177&year=

http://techorange.com/2014/02/17/mobile-fab/

http://pnn.pts.org.tw/main/2013/12/25/%E3%80%90%E7%8D%A8%E7%AB%8B%E7%89%B9%E6%B4%BE%E5%93%A1%E3%80%913d%E5%A4%A7%E9%9D%A9%E5%91%BD-%E5%88%97%E5%8D%B0%E6%96%B0%E6%9C%AA%E4%BE%86/

http://event.businesstoday.com.tw/no865/3Dprinting.pdf