3D-Printing新技術與汽車工業應用瓶頸 - 3D列印

一篇蠻通俗的介紹 與大家分享

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來源：http://bit.ly/1SJLpl9

3D-Printing新技術與汽車工業應用瓶頸

3D列印的概念始於1980年代，日本名古屋市工業研究所在1982年首次公開實作實體模型
印製技術，接著美國和日本的研究者製作能實作快速成型的機器，
自此世界上各家製造公司致力於研發3D印表機，美國的查爾斯˙W˙霍爾被譽為
「現代3D印表機之父」，他提出 SLA（Stereolithography Apparatus）立體平板印刷技術
與目前快速成型經常使用的 .stl 檔。

3D列印技術可以直接製作實體模型，只需要利用電腦軟體設計便可以製作立體成品。在汽
車製造工業，原先製造商需要從世界各地運輸相關的零件到工廠後再進行組裝，
有了3D列印技術便可以大幅降低運輸材料的時間與成本。[1]

3D列印當前的主流為3DP (3D Printer)，其技術內容是先透過電腦軟體設計建模建構出
三維模型[2]，再由印表機分層列印。在噴印平台上鋪上一層薄塑材粉，
其結構由分次鋪上各層塑材粉所定義，再由印表機噴頭在各層粉末間噴上噴出黏著劑
(如：膠水)黏著設計好的各層結構，完成後剩餘的粉末會被回收再利用。

然而，用此方式完成的成品一直有結構脆弱問題，由於3DP方式是用分層黏著緩慢地建構
立體結構，過程中會有很微小的缺陷線，因此當成品遭受壓力時很容易破裂造成結構損害
，使得3D列印技術在汽車製造工業的應用有所限制。

圖一、Carbon 3D公司開發的 CLIP連續液面生產技術

由Google母公司Alphabet Inc. 已C股投資矽谷新創公司Carbon 3D，
其正在研發一種不同的3D列印技術，吸引了各大汽車製造商進行測試，
如：福特(Ford)公司 [1]。

Carbon 3D所開發的新式列印技術不同於3DP，Carbon
3D的新技術是利用一個建造在架空平台的樹脂池，由光線通過樹脂池逐漸凝固池中的樹脂
，再慢慢提起物體，直到物體完全形成。此方法所製成的物品在結構上會與直接開模製作
的成品類似，避免上述現今3DP列印技術所產生的結構脆弱問題。
目前此方法尚在研發階段，未到工廠利用階段，該公司預計今年出貨數百台印表機，
但其成本太高無法被大規模使用。

製造商可用此3D列印技術布局較高利潤或訂製類的產品，如飛機零件，義肢等，
以解決成本問題。福特汽車正在測試由Carbon新技術製作的零件是否能通過性能測試，
以決定此方法是否值得投資。

在汽車製造工業中，3D列印技術優點在於零件添加製造的彈性，並可設計較複雜的結構
(如中間有孔洞的部件，可用於傳輸流體)，以往此種結構常需要利用結構的組裝、
花費數月創建新型模具、插入軟管等方法才能實現，而3D列印技術可直接設計並製造。

一般而言，3D列印可降低運輸成本及在生產過程中節省昂貴的模具費用，
然而若是所生產的零件數量較大，3D列印製作的速度遠低於模具製造，
因此3D列印雖可省下打模成本，但複製慢須花費過多的時間成本，
過程仍然比傳統方法昂貴。除此之外，3D列印需要開發更多樣的材料：
金屬、塑膠特性等，才能打進更多汽車零組件領域。

不過有越來越多的公司希望將3D列印技術應用在供應鏈，
研究公司Gartner在技術估計，3-D打印機全球銷售將從2012年的4.06億，
達到2017年近40億的銷售量(圖一)。

在未來3D列印技術與3D印表機將蓬勃地深入各領域中，
3D列印是一項“具經濟價值”的技術。
目前3D列印技術的設備與材料成本已大幅減少，
但在工業應用上，提升製造速度是最重要的事情。(1182字；圖1)

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