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3D列印專題報導:3D列印發展史

自1980年以降,資訊科技的發展突飛猛進,造成社會型態與生活方式的急遽改變,也帶動了電腦輔助設計(CAD)、電腦輔助製造(CAM)和電腦數值控制加工(CNC)等技術的發展,這些技術是快速成形技術發展的基礎,快速成形技術(Rapid Prototyping, RP),是一種快速生成模型或零件外型的製造技術,利用電腦控制,將現有的電腦輔助設計圖,將材料進行堆疊加工,生成立體實品,也稱為積層製造技術,而3D列印,可說是快速成形技術的一環
 
 
 
自1980年以降,資訊科技的發展突飛猛進,造成社會型態與生活方式的急遽改變,也帶動了電腦輔助設計(CAD)、電腦輔助製造(CAM)和電腦數值控制加工(CNC)等技術的發展,這些技術是快速成形技術發展的基礎,快速成形技術(Rapid Prototyping, RP),是一種快速生成模型或零件外型的製造技術,利用電腦控制,將現有的電腦輔助設計圖,將材料進行堆疊加工,生成立體實品,也稱為積層製造技術(Additive Manufacturing, AM),而3D列印,可說是快速成形技術的一環。

在資訊科技的發展下,同時帶動加工機具的數位化發展。1981年,日本名古屋市工業研究所的小玉秀男提出了兩種利用光固化高分子的3D列印方法。1984年,美國3D系統公司的Chuck Hull發展了一套快速成形系統,係為立體快速成形(Stereolithography, SLA),利用紫外線雷射來固化光聚合物。同時,3D系統公司於1986年在美國通過第一個快速成形設備的專利,且在1988年開發出第一台商業化的快速成形系統,此系統已獲得40項美國專利和20項國際專利。在1989年美國麻省理工學院申請了第一個3D列印(3 Dimensional Printing, 3DP)的專利技術。此後即開始了快速成形相關技術的應用發展。

早期的技術專利都掌握在各快速成形系統大廠手中,雖然這些基本技術被應用在工業生產上十分實用,但也侷限於工廠端,無法走進民生市場。直到2010年,這些專利陸續到期,相關的3D列印應用開始蓬勃發展,許多產業開始陸續應用3D列印技術,如建築、工業設計、汽車、航太、軍事、醫療生技、服飾、飾品、地理資訊以及食品等產業,製造了許多劃時代的成品,例如:3D列印的房屋、汽車、人工血管、飾品及各式食品等等。

從2010年開始,3D列印的市場產值也逐年提升,每年平均都有20%以上的產值。根據調查,到2014年為止,3D印表機出貨量年增率增加到68%,顯示出3D列印技術成長期的來臨;價格上,也從以往一台要價新台幣百萬以上,下降到新台幣十萬元有找,降低了3D印列服務的門檻限制,也讓3D列印服務的產品大幅增加。

本系列專題報導以3D列印發展史開頭,介紹並以第二、三篇分別以3D列印原理及3D列印的成形分類為題,介紹3D列印的基礎概念與分類。第四、五篇介紹3D列印的工業應用及新材料應用,以及造成的影響。最後在第六篇以3D列印未來發展趨勢作結。(本文由科技部補助「學習在雲端―揭開科學與科技的神秘面紗」執行團隊撰稿)

責任編輯:盧妍竹
審校:徐偉智
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