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工研院大尺寸金屬3D列印 助拚航太商機

中央通訊社 標誌中央通訊社 2017/4/27 韋樞

(中央社記者韋樞台北27日電)工研院宣布成功開發國產第一台大尺寸、大面積的50x50x50立方公分金屬3D列印設備,成功整合四支雷射同步作業,減少金屬熱變形,可望助台廠搶進全球航太及汽車等高值零組件產業。

工研院雷射與積層製造科技中心主任曹芳海表示,為符合次世代航太產業需求,工研院3D列印團隊將自主研發的硬體系統與比利時Materialise公司的製程軟體成功「軟硬整合」,開發出四區大面積專用製程掃描策略,除了可避免列印煙塵交互影響製程,也透過精密控制提升多顆雷射同區共熔的加工品質。

相較傳統單頭雷射3D列印,不僅解決大型工件的複雜製造需求,也能完成小尺寸的多樣量產,生產效率最高提升4倍,客戶端從開發、生產及後續的維修與置換成本,均可大幅降低。

曹芳海指出,過去製作大尺寸零件時容易產生熱變形影響製程良率,工研院提出全球首創的立體多邊型掃描策略,可平衡雷射製程中熱應力的累積,使金屬零組件變形程度較傳統方式降3成,有效提升製造品質。

而結合工研院獨特的光學調控引擎,未來更可依照不同金屬列印材料的特性,分區調控出不同的雷射光型與掃描軌跡,藉此突破單一材料的屬性限制,創造出金屬積層材料調控的應用潛力。

曹芳海說,工研院目前已成功建立10x10x10立方公分、25x25x30立方公分及50x50x50立方公分等三種尺寸的國產自主設備供客製化設備需求,此外也協助超過八種以上國產材料商品化驗證與參數優化,成功輔導國內廠商設備材料自主。

曹芳海引述研究機構Wohlers Report資料顯示,全球積層製造產業產值持續成長,2016年積層製造服務與系統及材料的市場約60.63億美元,較2015年提升17.4%,主要成長力道來自金屬3D列印。

雖然整體市場仍有設備昂貴、可3D列印的金屬材料品項太少等問題,但隨著主要關鍵技術專利於2017年到期,且醫材與航太應用不斷增長下,未來大面積列印設備的相關應用與專用材料可望在2018年更加普及。1060427

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