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顛覆傳統的製造革命–3D列印

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張宛如｜國立中山大學資訊管理研究所

還在各大模型商店奔波量身訂做個人造型公仔嗎？想化身成電影裡的鋼鐵人擁有機械手臂卻無計可施？現在，3D列印能輕鬆完成你的夢想。3D列印如火如荼的發展，一台3D列印機、一捲塑膠原料，就能完成列印服務，更是熱門創業新業態，美國總統歐巴馬甚至將它喻為第三次的工業革命。2013年11月這項技術又有了新突破！顛覆以往使用的塑膠原料，已經能使用金屬粉末雷射燒結固化的技術。

3D列印（3D printing）其實就是快速成形技術的一種，以數位模型檔案為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，以3D印表機逐層列印，透過材料一層層的累積形塑物品，因此也稱為累積製造（Additive manufacturing），其製作過程是將想列印的產品，經由電腦繪圖校稿或掃描物體後，再傳送至3D印表機中，有別於傳統的切削、鑽鑿、銼修的減法方式來塑型，而是透過逐層堆疊累加的加法原理方式來構造物體的技術進行列印輸出。3D列印以往被用來製造模具、工業設計等專業領域的模型製造，但現在已逐漸用於產品的製造，甚至可以用來製作牙齒、高科技零件等更高價值的應用。例如：3D列印能同時製造200顆牙齒，而非傳統計師一次只能加工一次假牙。而3D列印所帶來的好處包括：取件速度快、縮短產品開發週期、精準度高、加法製造原理、及無角度限制等優勢，相較於傳統的模型製作確實帶來了革命性創新。

3D列印的市場逐漸擴大，有更廣泛的運用。在醫療方面，3D印表機可「列印」人體骨骼，做為手術移植之用，舉凡斷掌骨骼重建、牙齒矯正、頸椎人工椎體等等，都是醫療科學上的一大突破；博物館可以3D列印的複製品展示，保護原始作品不受環境或意外事件的傷害；建築工程師和設計師們以3D列印建築模型，達到快速、低成本、節省材料的好處，更合乎設計者的要求來完成模型製作。此外，個性化配件及飾品，例如個性手機外殼、項鍊、戒指或獨一無二的飾品，都可透過3D印表機列印出來。

若是3D列印更加普及，就更能夠激發使用者的想像力及創造力，將自行設計的產品和模型列印出來。未來相片的列印，不只是平面的照片，也可能製作成人物或動物模型。然而3D列印也面臨艱難的技術挑戰，3D列印至今仍未能取代量產的原因在於成本高且技術尚未成熟，目前仍有材料限制，材料受限導致產品的品質和傳統製造比起來仍有差距，因此要能達到量產各式產品仍有一段遙遠的距離。學者們正持續研究與克服，包含如何結合好幾種材料製造物件、將電子零件整合進3D列印產品，以及醫療領域中人體器官的列印技術。但對於客製化及少量製造的應用而言，這項技術將逐漸闊展市場並成功開啟新的製造革命。（本文由科技部補助｢新媒體科普傳播實作計畫─網路科技、電子商務與創業，以及虛擬社群和社交網路｣執行團隊撰稿／2014年4月）

責任編輯：林芬慧｜國立中山大學資訊管理系網路行銷研究團隊

3D列印(40) 工業設計(4) 科發月刊(5210)

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